Размагничивание

Размагничивание — это процесс уменьшения или устранения остаточного магнитного поля . Она названа в честь гаусса , единицы магнетизма , которая, в свою очередь, была названа в честь Карла Фридриха Гаусса . Из-за магнитного гистерезиса обычно невозможно полностью уменьшить магнитное поле до нуля, поэтому размагничивание обычно вызывает очень маленькое «известное» поле, называемое смещением. Первоначально размагничивание применялось для уменьшения магнитной сигнатуры кораблей во время Второй мировой войны . Размагничивание также используется для уменьшения магнитных полей в с электронно-лучевой трубкой мониторах и для уничтожения данных, хранящихся на магнитных носителях .

Корпуса кораблей

Этот термин впервые был использован тогдашним командующим Чарльзом Ф. Гудивом из Королевского военно-морского добровольческого резерва Канады во время Второй мировой войны, когда он пытался противостоять немецким магнитным военно-морским минам, которые сеяли хаос на британском флоте .

Мины зафиксировали усиление магнитного поля, когда сталь корабля концентрировала над ним магнитное поле Земли . Ученые Адмиралтейства, в том числе Гудив, разработали ряд систем для создания небольшого поля «N-полюс вверх» в корабле, чтобы компенсировать этот эффект, а это означает, что чистое поле было таким же, как фон. Поскольку немцы использовали гаусс в качестве единицы силы магнитного поля в спусковых механизмах своих мин (пока это не стандартная мера), Гудив называл различные процессы противодействия минам «размагничиванием». Этот термин стал нарицательным.

Первоначальный метод размагничивания заключался в установке на корабли электромагнитных катушек, известных как намотка. Помимо возможности постоянно смещать корабль, намотка также позволяла изменить направление поля смещения в южном полушарии, где мины были установлены на обнаружение полей «S-полюс вниз». Британские корабли, особенно крейсеры и линкоры , были хорошо защищены примерно к 1943 году.

Однако установка такого специального оборудования была слишком дорогой и сложной для обслуживания всех кораблей, которые в нем нуждались, поэтому военно-морской флот разработал альтернативу, называемую очисткой, которую также разработал Гудив. В ходе этой процедуры большой электрический кабель протягивался вверх по борту корабля, начиная с ватерлинии, по которому проходил импульс силой около 2000 ампер . На подводных лодках ток поступал от собственных аккумуляторных батарей. Это создало на корабле соответствующее поле в виде небольшого смещения. Первоначально предполагалось, что удары моря и двигателей корабля будут медленно хаотизировать это поле, но в ходе испытаний выяснилось, что это не представляет собой реальной проблемы. ^[1] Позже возникла более серьезная проблема: когда корабль проходит через магнитное поле Земли, он медленно улавливает это поле, противодействуя эффектам размагничивания. С тех пор капитанам было приказано как можно чаще менять направление, чтобы избежать этой проблемы. Тем не менее, со временем предвзятость прошла, и корабли пришлось размагничивать по графику. Меньшие корабли продолжали использовать уничтожение во время войны.

Чтобы помочь эвакуации Дюнкерка , британцы «уничтожили» 400 кораблей за четыре дня. ^[2]

Во время Второй мировой войны ВМС США ввели в эксплуатацию специализированный класс кораблей для размагничивания , способных выполнять эту функцию. Один из них, USS Deperm (ADG-10) , был назван в честь этой процедуры.

После войны возможности магнитных взрывателей были значительно улучшены за счет обнаружения не самого поля, а изменений в нем. Это означало, что размагниченный корабль с магнитной «горячей точкой» все равно взорвет мину. Кроме того, также была измерена точная ориентация поля, которую простое поле смещения не могло устранить, по крайней мере, для всех точек на корабле. Для компенсации этих эффектов была введена серия все более сложных катушек, причем современные системы включают не менее трех отдельных наборов катушек для уменьшения поля по всем осям.

Диапазон размагничивания

Эффективность размагничивания судов контролировалась береговыми размагничивающими полигонами (или станциями размагничивания, магнитными полигонами ), установленными у судоходных каналов вне портов. Испытуемое судно с постоянной скоростью проходило по петлям на морском дне, наблюдение за которыми осуществлялось с береговых построек. Установка использовалась как для определения магнитных характеристик корпуса, чтобы установить правильное значение устанавливаемого оборудования для размагничивания, так и в качестве «выборочной проверки» судов для подтверждения правильности работы оборудования для размагничивания. Некоторые станции имели активные катушки, обеспечивающие магнитную обработку, предлагая необорудованным кораблям некоторую ограниченную защиту от будущих столкновений с магнитными минами. ^[3]

Высокотемпературная сверхпроводимость

В апреле 2009 года ВМС США испытали прототип своей системы высокотемпературных сверхпроводящих катушек размагничивания, получившей название «HTS Degaussing». Система работает, окружая судно сверхпроводящими керамическими кабелями, цель которых — нейтрализовать магнитную сигнатуру корабля, как в устаревших медных системах. Основным преимуществом системы катушки размагничивания HTS является значительное снижение веса (иногда на целых 80%) и повышение эффективности. ^[4]

Корабль или подводная лодка с корпусом из черного металла по своей природе развивают магнитную сигнатуру во время движения из-за магнитомеханического взаимодействия с магнитным полем Земли. Он также улавливает магнитную ориентацию магнитного поля Земли там, где он построен. Эта сигнатура может быть использована с помощью магнитных мин или способствовать обнаружению подводной лодки кораблями или самолетами с оборудованием для обнаружения магнитных аномалий (MAD) . Военно-морские силы используют процедуру размагничивания в сочетании с размагничиванием в качестве контрмеры против этого.

специализированные установки для удаления спермы, такие как США ВМС станция удаления спермы Ламбертс-Пойнт на военно-морской базе Норфолк или установка магнитного глушения подводных лодок Тихоокеанского флота (MSF) на совместной базе Перл-Харбор-Хикэм Для выполнения этой процедуры используются . Во время магнитной обработки с плотным наматыванием толстые медные кабели опоясывают корпус и надстройку судна, и высокие электрические токи (до 4000 ампер ). по кабелям пропускаются ^[5] Это приводит к «сбросу» магнитной сигнатуры корабля до уровня окружающей среды после включения его корпуса электричеством. Также можно назначить конкретную сигнатуру, которая лучше всего подходит для конкретного региона мира, в котором будет действовать корабль. В въездных установках магнитного глушения все кабели либо подвешиваются сверху, снизу и по бокам, либо скрываются в конструктивных элементах сооружений. Деперминг является «постоянным». Это делается только один раз, если на корабле не проводится капитальный ремонт или структурные изменения.

Ранние эксперименты

С появлением железных кораблей было отмечено неблагоприятное влияние металлического корпуса на рулевые компасы . Было также замечено, что удары молний оказали значительное влияние на отклонение компаса, которое в некоторых крайних случаях было идентифицировано как вызванное изменением магнитной сигнатуры корабля. В 1866 году Эван Хопкинс из Лондона зарегистрировал патент на процесс «деполяризации железных сосудов и освобождения их от любого влияния, нарушающего работу компаса». Техника описывалась следующим образом: «Для этой цели он использовал несколько батарей Гроува и электромагниты. Последние нужно было проводить по пластинам до тех пор, пока не был получен желаемый результат... с процессом нельзя переусердствовать из-за страха повторения. -поляризация в противоположном направлении». Однако сообщалось, что изобретение «неспособно довести до успешного завершения» и «быстро умерло естественной смертью». ^[6]

Цветные электронно-лучевые трубки

Цветные ЭЛТ- дисплеи, технология, лежащая в основе многих телевизионных и компьютерных мониторов до начала 2010-х годов, требуют размагничивания. Во многих ЭЛТ-дисплеях используется металлическая пластина рядом с передней частью трубки, чтобы гарантировать, что каждый электронный луч попадает на соответствующий люминофор правильного цвета. Если эта пластина намагничивается (например, если кто-то проводит магнитом по экрану или размещает рядом громкоговорители), это вызывает нежелательное отклонение электронных лучей, и отображаемое изображение искажается и обесцвечивается.

Чтобы свести это к минимуму, ЭЛТ имеют медную или алюминиевую катушку, обернутую вокруг передней части дисплея, известную как катушка размагничивания. Мониторы без внутренней катушки можно размагничивать с помощью внешней портативной версии. Внутренние катушки размагничивания в ЭЛТ обычно намного слабее, чем внешние катушки размагничивания, поскольку более качественная катушка размагничивания занимает больше места. Схема размагничивания индуцирует колеблющееся магнитное поле с уменьшающейся амплитудой , в результате чего теневая маска остается с уменьшенной остаточной намагниченностью.

Многие телевизоры и мониторы автоматически размагничивают кинескоп при включении перед отображением изображения. Сильный всплеск тока, который происходит во время этого автоматического размагничивания, является причиной слышимого «стука», громкого гудения или щелкающих звуков, которые можно услышать (и почувствовать) при включении телевизоров и компьютерных ЭЛТ-мониторов из-за конденсаторы разряжаются и подают ток в катушку. Визуально это приводит к резкому тряске изображения в течение короткого периода времени. Опция размагничивания также обычно доступна для ручного выбора в меню операций в таких устройствах.

В большинстве коммерческого оборудования выброс переменного тока на катушку размагничивания регулируется с помощью простого с положительным температурным коэффициентом (ПТК) термистора , который изначально имеет низкое сопротивление, обеспечивающее высокий ток, но быстро меняется на высокое сопротивление, обеспечивающее минимальный ток. из-за самонагрева термистора. Такие устройства рассчитаны на разовый переход из холодного состояния в горячее при включении питания; «эксперименты» с эффектом размагничивания путем многократного включения и выключения устройства могут привести к выходу этого компонента из строя. Эффект также будет слабее, так как ПТК не успеет остыть.

Магнитные носители данных

Данные хранятся на магнитных носителях , таких как жесткие диски , дискеты и магнитная лента , заставляя очень маленькие области, называемые магнитными доменами, менять свое магнитное выравнивание в направлении приложенного магнитного поля. Это явление происходит во многом так же, как стрелка компаса указывает в направлении магнитного поля Земли. Размагничивание, обычно называемое стиранием, оставляет домены в случайном порядке без предпочтения ориентации, тем самым делая предыдущие данные невосстановимыми. Есть некоторые домены, магнитное выравнивание которых не меняется после размагничивания. Информация, которую представляют эти домены, обычно называется магнитной остаточной намагниченностью или остаточной намагниченностью . Правильное размагничивание гарантирует, что магнитной остаточной намагниченности будет недостаточно для восстановления данных. ^[7]

Стирание посредством размагничивания может быть выполнено двумя способами: при стирании переменным током носитель размагничивается путем приложения переменного поля, амплитуда которого со временем уменьшается от исходного высокого значения (т. е. при питании от переменного тока); при стирании постоянным током среда насыщается за счет приложения однонаправленного поля (т. е. с питанием от постоянного тока или с использованием постоянного магнита ). Размагничиватель — это устройство, которое может генерировать магнитное поле для размагничивания магнитных носителей информации. ^[8] Магнитное поле, необходимое для размагничивания магнитных носителей данных, является мощным, чего обычные магниты не могут легко достичь и поддерживать. ^[9]^[10]

Необратимое повреждение некоторых типов носителей

Многие виды обычных магнитных носителей информации могут быть повторно использованы после размагничивания, включая катушечные аудиокассеты , видеокассеты VHS и дискеты . Эти старые типы носителей представляют собой просто необработанные носители, которые перезаписаны новыми шаблонами, созданными головками чтения/записи с фиксированным выравниванием.

Однако для некоторых форм хранения компьютерных данных, таких как современные жесткие диски и некоторые ленточные накопители , размагничивание делает магнитные носители полностью непригодными для использования и повреждает систему хранения. Это связано с тем, что устройства имеют бесступенчатый механизм позиционирования головки чтения/записи, который опирается на специальные данные сервоуправления (например, код Грея). ^{[ нужна ссылка ]}), который предназначен для постоянной записи на магнитный носитель. Эти серводанные записываются на носитель один раз на заводе с использованием специального оборудования для записи сервоприводов.

Шаблоны сервопривода обычно никогда не перезаписываются устройством по какой-либо причине и используются для точного позиционирования головок чтения/записи над дорожками данных на носителе, чтобы компенсировать внезапные резкие движения устройства, тепловое расширение или изменения ориентации. Размагничивание без разбора удаляет не только сохраненные данные, но и данные сервоуправления, и без серводанных устройство больше не может определить, где данные должны быть прочитаны или записаны на магнитном носителе. Серводанные должны быть переписаны, чтобы их можно было снова использовать; с современными жесткими дисками это, как правило, невозможно без сервисного оборудования, специфичного для производителя, а зачастую и для конкретной модели.

Аудиомагнитофоны

В катушечных и компактных кассетных аудиомагнитофонах остаточные магнитные поля со временем собираются на металлических деталях, таких как направляющие стойки головок ленты. Это точки, которые соприкасаются с магнитной лентой. Остаточные поля могут вызвать усиление слышимого фонового шума во время воспроизведения. Дешевые портативные бытовые размагничиватели могут значительно уменьшить этот эффект. ^[11]

Типы размагничивателей

Размеры размагничивателей варьируются от небольших, используемых в офисах для стирания магнитных устройств хранения данных, до размагничивателей промышленного размера, предназначенных для использования на трубопроводах, кораблях, подводных лодках и других крупногабаритных объектах, от оборудования до транспортных средств. Рейтинг и классификация размагничивателей зависит от силы магнитного поля, генерируемого размагничивателем, метода создания магнитного поля в размагничивателе, типа операций, для которых подходит размагничиватель, рабочей скорости размагничивания в зависимости от того, является ли он высокой объемный размагничиватель или размагничиватель малого объема, а также мобильность размагничивания, среди прочего. ^[12] Таким образом, исходя из этих критериев рейтинга и категоризации, основными типами размагничивателей являются электромагнитные размагничители и размагничиватели с постоянными магнитами. ^[13]

Электромагнитные размагничивания

Электромагнитный размагничиватель пропускает электрический заряд через катушку размагничивания, создавая магнитное поле. ^[12] Существует несколько подтипов электромагнитных размагничивателей, таких как размагничивания с вращающейся катушкой и размагничивания с технологией импульсного размагничивания, поскольку технологии, используемые в размагничивателях, часто разрабатываются и запатентованы соответствующими производственными компаниями, такими как Verity Systems и Maurer Magnetic, среди других, так что размагничиватель подходит для использования по назначению. ^[14]^[15] Электромагнитные размагничиватели генерируют сильные магнитные поля и имеют высокую скорость работы.

Размагничиватель с вращающейся катушкой

Производительность машины для размагничивания является основным фактором, определяющим эффективность размагничивания магнитных носителей данных. Эффективность не повышается, когда носитель проходит через одно и то же размагничивающее магнитное поле более одного раза. Поворот носителя на 90 градусов повышает эффективность размагничивания носителя. ^[10]Один из производителей размагничивателей магнитных носителей, компания Verity Systems, использовала этот принцип в разработанной ими технологии вращающейся катушки. Их размагничиватель с вращающейся катушкой пропускает стираемые магнитные носители данных через магнитное поле, генерируемое с помощью двух катушек в машине для размагничивания, с носителем на ленточном конвейере с регулируемой скоростью. Две катушки, генерирующие магнитное поле, вращаются; при этом одна катушка расположена над носителем, а другая катушка расположена под носителем. ^[10]

Импульсное размагничивание

Технология импульсного размагничивания предполагает циклическую подачу электрического тока в течение доли секунды на катушку, используемую для создания магнитного поля в размагничивателе. ^[16] Процесс начинается с подачи максимального напряжения и удерживается всего лишь долю секунды, чтобы избежать перегрева катушки, а затем напряжения, приложенные в последующие секунды, последовательно уменьшаются с различными разностями до тех пор, пока на катушку не подается ток. Импульсное размагничивание экономит затраты на электроэнергию, обеспечивает высокую напряженность магнитного поля, подходит для размагничивания больших сборок и является надежным благодаря достижению нулевой ошибки размагничивания. ^[16]

Размагничиватель с постоянным магнитом

В размагничивателях с постоянными магнитами используются магниты, изготовленные из редкоземельных материалов. Для их работы не требуется электричество. Размагничиватели с постоянными магнитами требуют адекватного экранирования магнитного поля, которое им постоянно приходится, чтобы предотвратить непреднамеренное размагничивание. Необходимость в экранировании обычно приводит к тому, что размагничиватели с постоянными магнитами становятся громоздкими. Когда небольшие по размеру размагничиватели с постоянными магнитами подходят для использования в качестве мобильных размагничивателей. ^[12]

См. также

Остаточность данных

Ссылки

^ Роуленд, Берфорд; Бойд, Уильям Б. (1953). Управление артиллерийского вооружения ВМС США во Второй мировой войне . Вашингтон, округ Колумбия: Управление артиллерийского вооружения Министерства военно-морского флота. п. 84. ОСЛК 7833847 .
^ PBS Nova «Великий побег в Дюнкерке» https://www.pbs.org/video/great-escape-at-dunkirk-qb5qcr/
^ Судовые электрические системы (изд. 1966 г.). Вашингтон, округ Колумбия: Бюро военно-морского персонала . 1962. с. 240. OCLC 2164435 .
^ Стимак, Джордж. «Катушка размагничивания, апрель 2009 г.» . Архивировано из оригинала 18 января 2021 года . Проверено 9 января 2017 г.
^ Холмс, Джон Дж. (2008). Снижение сигнатур магнитного поля корабля . Синтез лекций по вычислительной электромагнетике. Том. 23. Морган и Клейпул. п. 19. ISBN 978-1-59829-248-0 .
^ Леки, командир СТС (1917) [1881]. Морщины в практической навигации (19-е изд.). Лондон: Джордж Филип и сын. п. 36.
^ «Руководство по пониманию остаточной информации в автоматизированных информационных системах» . www.cerberussystems.com . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
^ Национальный центр компьютерной безопасности (1995 г.) [сентябрь 1991 г.]. «3. Размагничивания» . Руководство по пониманию остаточной намагниченности данных в автоматизированных информационных системах . ДИАНА. стр. 11–. ISBN 9780788122279 . NCSC-TG-025 Библиотека № S-236,082 Версия-2.
^ «ТОП-5 РАБОТАЮЩИХ МЕТОДОВ РАЗРУШЕНИЯ ЖЕСТКОГО ДИСКА» . Уничтожение данных . 15 марта 2020 г. Проверено 3 октября 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Верити Системы
^ Инструкция по эксплуатации – 10XD Stereo , Осло, Норвегия: Tandbergs Radiofabrikk A/S, ноябрь 1975 г., стр. 26
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Зачем использовать размагничиватель и часто задаваемые вопросы о размагничивателе» . Компания Data Security Inc. Проверено 3 октября 2021 г.
^ «Безопасное удаление данных — сравнение типов размагничивания» . На трассе . Проверено 3 октября 2021 г.
^ «Метод размагничивания Маурера — Маурер Магнитный» . Маурер Магнитный . Проверено 3 октября 2021 г.
^ «Что такое размагничиватель и как он работает при удалении данных» . Секурис . 15 ноября 2016 г. Проверено 3 октября 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Размагничивание — основы и ноу-хау» . Маурер Магнитный . Проверено 3 октября 2021 г.

Внешние ссылки

Руководство по размагничиванию телевизоров. Архивировано 29 июля 2020 г. на Wayback Machine.
«Размагничивание: Введение» . Системы Верити. Что такое размагничиватель? Это машина, используемая для удаления данных, хранящихся на жестких дисках компьютеров и ноутбуков, дискетах и магнитных лентах, путем случайного изменения расположения магнитных доменов на носителе.
«Руководство по пониманию остаточной информации в автоматизированных информационных системах» . www.cerberussystems.com . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
https://degaussing-101.com/what-is-degaussing/

[1] Роуленд, Берфорд; Бойд, Уильям Б. (1953). Управление артиллерийского вооружения ВМС США во Второй мировой войне . Вашингтон, округ Колумбия: Управление артиллерийского вооружения Министерства военно-морского флота. п. 84. ОСЛК 7833847 .

[2] PBS Nova «Великий побег в Дюнкерке» https://www.pbs.org/video/great-escape-at-dunkirk-qb5qcr/

[3] Судовые электрические системы (изд. 1966 г.). Вашингтон, округ Колумбия: Бюро военно-морского персонала . 1962. с. 240. OCLC 2164435 .

[4] Стимак, Джордж. «Катушка размагничивания, апрель 2009 г.» . Архивировано из оригинала 18 января 2021 года . Проверено 9 января 2017 г.

[5] Холмс, Джон Дж. (2008). Снижение сигнатур магнитного поля корабля . Синтез лекций по вычислительной электромагнетике. Том. 23. Морган и Клейпул. п. 19. ISBN 978-1-59829-248-0 .

[6] Леки, командир СТС (1917) [1881]. Морщины в практической навигации (19-е изд.). Лондон: Джордж Филип и сын. п. 36.

[7] «Руководство по пониманию остаточной информации в автоматизированных информационных системах» . www.cerberussystems.com . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.

[8] Национальный центр компьютерной безопасности (1995 г.) [сентябрь 1991 г.]. «3. Размагничивания» . Руководство по пониманию остаточной намагниченности данных в автоматизированных информационных системах . ДИАНА. стр. 11–. ISBN 9780788122279 . NCSC-TG-025 Библиотека № S-236,082 Версия-2.

[9] «ТОП-5 РАБОТАЮЩИХ МЕТОДОВ РАЗРУШЕНИЯ ЖЕСТКОГО ДИСКА» . Уничтожение данных . 15 марта 2020 г. Проверено 3 октября 2021 г.

[vs-10] Jump up to: ^а ^б ^с Верити Системы

[11] Инструкция по эксплуатации – 10XD Stereo , Осло, Норвегия: Tandbergs Radiofabrikk A/S, ноябрь 1975 г., стр. 26

[dsi-12] Jump up to: ^а ^б ^с «Зачем использовать размагничиватель и часто задаваемые вопросы о размагничивателе» . Компания Data Security Inc. Проверено 3 октября 2021 г.

[13] «Безопасное удаление данных — сравнение типов размагничивания» . На трассе . Проверено 3 октября 2021 г.

[14] «Метод размагничивания Маурера — Маурер Магнитный» . Маурер Магнитный . Проверено 3 октября 2021 г.

[15] «Что такое размагничиватель и как он работает при удалении данных» . Секурис . 15 ноября 2016 г. Проверено 3 октября 2021 г.

[mmpd-16] Jump up to: ^а ^б «Размагничивание — основы и ноу-хау» . Маурер Магнитный . Проверено 3 октября 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]