磁性存储介质消磁原理和消磁器技术介绍

磁性存储介质消磁原理和消磁器技术介绍！0 现在磁性存储设备特别是硬盘的使用越来越广泛，以至于几乎所有的资料都曾经 或正存储在在磁性存储设备上，当存储设备损坏或报废时，为了保证个人隐私或 机密资料不被泄漏出去，需要先销毁存储的信息。对于磁性存储设备来说，消磁 是一个低成本、环保的方案，可当我们试图把硬盘用一个大的磁铁来进行消磁的 时候，往往发现是徒劳，经过这样处理的硬盘竟然毫无损伤，所有原来存储的信 息依然存在。这个帖子我们就来探讨一下磁性存储设备消磁方面的问题。一、磁性存储介质消磁原理理想的状态下，当外加磁场大于磁性存储介质的矫顽力时，磁性存储介质的小磁 体的磁化方向就应该跟外加磁场的方向一致，并达到该磁性材料的饱和磁化强 度，当外加磁场撤除后，小磁体的方向和磁场强度就固定了。如果原来小磁体的 磁化方向与外加磁场的方向不一致，就会发生翻转，改变其磁化方向，也就达到 了消磁的目的。由于磁带、硬盘等的磁性材料的矫顽力有很大的差别，理论上数 据记录密度越大，其矫顽力也越大，磁带的矫顽力只有几百Oe，所以我们可以 在磁带录音机里看到消磁磁头可能只是一个小的磁铁而已，但现在随着硬盘数据 记录密度的增加，其所采用的磁性材料的矫顽力已达到几千Oe，同时，由于外 磁场的强度跟距离的平方成反比，使用磁带的记录设备的消磁磁头往往是紧贴磁 带的磁粉的，而硬盘在消磁时不可能做到这一点，所以在给硬盘消磁时需要外加 更高的磁场强度；同时，当外加磁场与磁性材料原来的磁化方向平行时，外加磁 场需要大于磁性介质的矫顽力，才能保证信息被有效消除；而当外加磁场垂直于磁性材料原来的磁化方向时，外加磁场必须大于磁性材料的各向异性场，才能保 证原来记录的信息被有效消除。由于磁性材料的各向异性场远大于磁性材料的矫顽力，所以垂直消磁需要的外加磁场的强度要大于平行消磁需要的外加磁场强度。外加磁场方向平行消諜皋與mg 口人勺辱首異*3外加磁场磁性存轄介质垂直磁熬二、消磁器工作原理为了提供稳定强大的外加磁场，保证消磁的有效性，需要设计消磁器。消磁器从工作原理上分为永磁消磁器和使用交流电的消磁器两种。永磁消磁器是采用饱和磁场强度很大的永磁体来产生消磁需要的外加磁场， 具有不需要外接电源、操作维护简单、使用寿命长等特点，但由于永磁材料的磁 饱和强度不可能很高，所以这种消磁器无法消除现在的大容量硬盘；同时，由于 永磁材料的磁场强度容易受外界工作温度的影响，当工作环境温度升高后，其磁 饱和强度会降低从而影响其消磁的有效性。为了模拟出平行磁化的工作原理，永磁消磁器并不是采用一块永磁体生产 的，而是采用多块永磁材料通过一定的排列方式来达到消磁的目的，这种工作方 式同时带来了负面的影响，所产生的磁场均匀性不好；下图是永磁消磁器的原理 图和实物图：磁性存賭介质sNNSSN说 r-ta iC磁屏蔽层” 疋萍永礴消磷盟巫荐劇切永磁消磁器使用交流电的消磁器主要是使用一个空心螺线管，当螺线管的线圈通过电流 时会产生磁场；由于螺线管产生的磁场强度跟线圈通过的电流和线圈的匝数成正 比，为了提高产生的磁场强度，必须保证一定的螺线管线圈匝数，同时要保证通 过大的电流，所以，一般采用升压电路向高压电容充电，在充电结束后，再将电 容与线圈连接从而让线圈中产生大电流来产生消磁所需的外加磁场。由于消磁 时，待销硬盘是放在螺线管的中间的，所以能获得最大的、均匀的平行消磁磁场 （对于纵向磁记录的磁盘来说）；但这种消磁器也存在需要外接电源、操作维护 复杂、消磁可靠性低（易受元器件失效的影响）等特点。下图是使用交流电的消 磁器的原理图：特消磁硬盘线升压 电路使用交戒电磊縊蠢咼压电容手换开关消磁器/退磁器/退磁机/消磁机原理退磁器，又称之为消磁器、退磁机、消磁机或者脱磁器去磁器，称呼众多， 完全取决于各地的习惯。但不管称呼如何变化，其消磁器 /退磁器的工作原理还 是万变不离其宗的。一个带有磁性的物体，可采用加高温使磁体失去或减弱磁性，但这种方法在 现实生活和生产中却不适用，高温的后果显而易见。因此，目前市面上生产的退磁器的工作原理是采用市电或工业用电的50Hz，通过磁线制成的磁极，产生 50hz 的频率不断变换的磁场，在当退磁物体均匀经过该磁场时，其本身的磁场 强度不断减弱，达到很微小或零。实际使用过程中还需要多次变换退磁物体方向， 重复上述操作。消磁器按照其用途可分为小型的便携式或手提式，以及中、大型的平面退磁 器，再者是大型的框式退磁器/退磁机。CRT 显示器消磁的原理！ 显像管后边有一个比屏幕小一点的消磁线圈，消磁线圈和一个消磁电阻串联。消 磁电阻是一种负温度系数的热敏电阻，常温下电阻大概10欧姆左右，也就是通 电的瞬间电流会很大(220V/10=22A ),大的电流使消磁电阻发热，阻值迅速上 升，通过的电流也就迅速减小。因为消磁线圈和消磁电阻是接在220V交流电源 上，所以通过消磁线圈的电流是方向快速变化，大小迅速减小的，也就是产生的 磁场方向快速变化，大小快速减小的，达到了消磁的作用。主要的部件是消磁线圈和 PTC 热敏电阻，消磁线圈套在显像管的外框，由漆包 线绕成，PTC热敏电阻的特性是在常温时电阻值比较小，在几乎瞬间被通电加 热后到达很大，因此消磁线圈中的电流在瞬间很大，然后沿一定的曲线下降到很 小，这样就起到了给显像管内部的荫罩消磁的目的。荫罩上面的残留磁性和地磁 有关，电视机在开着的时候变换方向就会发现色彩有变化，必须等机器凉了以后 重新开机才会消磁，马上开机是不会自动消磁的，因为PTC热敏电子还是热的显示器、彩电消磁电路原理彩色电视机、显示器显像管内的栅网、荫罩等部件都是由金属材料做成 的。 周围杂散磁场、地磁场以及电视机正常工作时在机内所形成的磁场，都会 使这此金属部件磁化， 从而使电子束发射的红、蓝、绿三条电子束的运动轨迹 发生不应有的偏离，不能准确地击中荧光屏上相应的红、蓝、绿荧光粉色素基点 上， 这样就会产生色彩异常（或不规则的色斑）。为了消除显像管上可能出现的 磁化现象，显示器和彩电中都设置了自动消磁电路。普通消磁电路的原理：普通彩色电视机中的自动消磁电路一般者由两部组成，即消磁线圈和消磁电阻， 图2.19.1 为三种常见的消磁电路原理图。 普通彩色电视机中作用的 消磁电阻是一种非线性电阻，一般称为PTC电阻（PTC是正温度系数的英文词 头缩写）。这种电阻的 R-t 特性非常特殊（见图 2.19.2 所示）， 它是由 BaTiO3 为 基料经过掺杂改性而形成的半导体化的陶瓷材料制成，而 BaTiO3 具有一个居里 点（见图2.19.2中的Te点，在制造时，通过调整配方，可以改变材料的居里点， 以适应各种不同的用途），在居里点附近，由于相变的原因而使阻值急剧上升， 在此温度以上范围，材料呈开路状态。彩电中使用的消磁电阻的居里点一般为数 十度，在常温下，其阻值一般为十几欧至数十欧。 因此，在开机的瞬间，通过 消磁回路（见图 2.19.1 所示）的电流很大（一般约数安培左右），此电流在消磁线圈 中产生消磁磁场， 对显像管进行消磁。同时，由于电流的热效应，使消磁电阻 的温度急剧上升，当温度达到居里点后，其阻值急剧上升， 使得消磁回路呈开 路状态。实际上，这类消磁电阻在消磁回路中起了一个开关作用： 在电源接通 瞬间，此“开关”闭合，使消磁回路对彩电消磁，消磁结束，“开关”断开，使消磁 回路停止工作。图2.19.1普通消磁电路原理图图2.19.2消磁电阻R-T特性 图在上述的“开关”断开、消磁回路停止工作时，PTC电阻上仍有约10mA左右 的残余电流存在，这一电流的作用会使消磁电阻上维持一定的温度（故彩电在工 作过程中， 消磁电阻表面温度较高），在此温度下才能保持其高阻值。但是，残 余电流在关机瞬间是突然截止的，这种突然变化的电流也会使显像管被瞬间磁 化。 这一点对大屏幕彩电中某些电子束对磁场较为敏感的彩色显像管极为不利。 如果在开机消磁完成后，把消磁电路与电源（AC电源）断开，则就可避免出现上 述的磁化作用。 大屏幕彩电的新型消磁电路就是基于这一思路而设计出来的。 下面以索尼SCCG37机心（主要机型有：索尼KV-F25MF1、KV-F25MN11、 KV-F29MF1、 KV-F29MH11、 KV-F29MH31 等）彩电为例，来介绍这种新型消磁 电路的工作原理。 新型消磁电路的原理 索尼 SCCG37 机心彩电的新型消磁电 路见图2.19.3所示。图中可看出该消磁电路中的消磁线圈与消磁电阻THP2600 串联后，一端与交流市电相连， 另一端经 RY2600 继电器的触点开关与交流市 电的另一端相接。也就是说，RY2600继电器的开关控制着消磁电路与市电的接 通与断开。而RY2600继电器的通断又受微处理器IC001脚输出信号的控制。 未开机前， RY2600 的触点是接通的（常闭触点），即消磁通路已经.一台索尼KV-L34MF1型彩电，在收看过程中屏幕从左至右慢慢出现 绿色，绿色幕布从屏幕左边逐渐向右拉，时间越长，绿色面积越大，且绿色越深。根据故障现象分析，首先检查末级视放电路及显像管电路，无异常；试用外 部消磁器消磁，无效。检查消磁电路，无松动、脱焊现象，手摸消磁电阻无温度， 怀疑消磁电路未工作。经查，该机的消磁电路与众不同（如附图所示），该消磁 电路的消磁时间不是由热敏电阻决定，而是由来自主板的定时电路决定。当通电 后，来自主板的+15V经继电器H丫 2 6 0 0线包、R 2 6 0 3加至三极管Q 2600 c极，同时控制端DEGUSS的高电平经R2602使Q2600 导通，H丫 2 6 0 0吸合，K闭合，从而2 2 0 V市电经AC1、消磁线圈、消 磁电阻THP 2 6 0 0、K至AC2形成回路，对显像管进行消磁，延时数秒钟 后（不应少于3秒），DEGUSS端由高电平变为低电平，Q 2 6 0 0截止， HY 2 6 0 0释放，K断开，消磁电路消磁结束。如果无消磁时间或消磁延时过 短，将起不到消磁作用。为此，开机监测DEGUSS控制电压，发现此电压仅 在开机瞬间表针跳一下，同时继电器吸合后立即释放，将继电器开关K直接短路 一试，故障立即消失，由此断定，消磁电路未起到消磁作用。因进一步查出来自主板的延时故障不易，于是用一只270V、27Q消磁 电阻并联在AC2和CN 2 6 0 12脚之间（如图中虚线部分），试用半年多 没有出现任何问题，用户很满意。机型:TCL-2977E故障现象:屏幕上有两道细纹从下往上缓慢滚动? 检修：此故障现象从表面上看极似电源抗干扰电路或整流滤波不良引起的。但几 乎是把这部分元件全部更换，涛声依旧。检修走了不少弯路。无意中拔下消磁线 圈，发现故障竟然消失。把消磁线圈再复原，故障再次出现，证实故障确系消磁 电路不良引起。在消磁线圈插座两端并上一个 400v0.1uf-0.22uf 的瓷片或涤沦 电容就可消除故障。原机的电路就有此电容的安装位置，只不过有的机器没有安 装上此电容，导致上述故障的发生。普通消磁的原理电路图普通彩色电视机中的自动消磁电路一般者由两部组成，即消磁线圈和消磁电 阻， 图2.19.1 为三种常见的消磁电路原理图。普通彩色电视机中作用的消磁电阻是一种非线性电阻， 一般称为 PTC 电 阻（PTC是正温度系数的英文词头缩写）。这种电阻的R-t特性非常特殊（见图2 所示），它是由BaTiO3为基料经过掺杂改性而形成的半导体化的陶瓷材料制成， 而BaTiO3具有一个居里点（见图2中的Te点，在制造时，通过调整配方，可以 改变材料的居里点，以适应各种不同的用途），在居里点附近，由于相变的原因 而使阻值急剧上升，在此温度以上范围，材料呈开路状态。彩电中使用的消磁电 阻的居里点一般为数十度，在常温下，其阻值一般为十几欧至数十欧。因此，在开机的瞬间，通过消磁回路（见图 1 所示）的电流很大（一般约数安培 左右），此电流在消磁线圈中产生消磁磁场， 对显像管进行消磁。同时，由于电 流的热效应，使消磁电阻的温度急剧上升，当温度达到居里点后，其阻值急剧上 升， 使得消磁回路呈开路状态。实际上，这类消磁电阻在消磁回路中起了一个 开关作用： 在电源接通瞬间，此“开关”闭合，使消磁回路对彩电消磁，消磁结 束，“开关”断开，使消磁回路停止工作。图 1 普通消磁电路原理图图 2 消磁电阻 R-T 特性图在上述的“开关”断开、消磁回路停止工作时，PTC电阻上仍有约10mA 左右的残余电流存在，这一电流的作用会使消磁电阻上维持一定的温度（故彩电 在工作过程中， 消磁电阻表面温度较高），在此温度下才能保持其高阻值。但是， 残余电流在关机瞬间是突然截止的，这种突然变化的电流也会使显像管被瞬间磁 化。这一点对大屏幕彩电中某些电子束对磁场较为敏感的彩色显像管极为不利。如果在开机消磁完成后，把消磁电路与电源（AC电源）断开，则就可避免出 现上述的磁化作用。 大屏幕彩电的新型消磁电路就是基于这一思路而设计出来 的。下面以索尼SCCG37机心（主要机型有：索尼KV-F25MF1、KV-F25MN11、KV-F29MF1、 KV-F29MH11、 KV-F29MH31 等）彩电为例，来介绍这种新型消磁 电路的工作原理。