Способ визуализации магнитной сигналограммы и устройство для его осуществления

Способ визуализации магнитной сигналограммы и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: магнитная запись сигналов , обработка данных, контроль качества и формы записанного сигнала на магнитном носителе информации. Сущность изобретения: перед началом визуализации измеряют размеры дефектов и период собственной доменной структуры магнитооптического эле мента. Визуализируют магнитную сигналограмму одновременным воздействиИзобретениё относится к технике магнитной записи сигналов, в частности к визуализации магнитных сигналограмм, и Может быть использовано в системах записи и хранения: информации, в устройствах оптической обработки данных, системах контроля качества или формы записанного сигнала на магнитном носителе. Известен способ визуализации магнитных сигналограмм, записанных на движущемся носителе магнитной записи, в ем на магнитооптический элемент поляризованным светом и магнитными полями рассеяния визуализируемогр сигнала носителя магнитной сигналограммы. В процессе визуализации магнитооптический элемент равномерно перемещают параллельно плоскости носителя сигналограммы со скоростью v, определяемой из соотношения v 5: , t где d - средний размер дефектов магнитооптического элемента; Т - время релаксаций процесса визуализации. В предметной плоскости поляризационного микроскопа размещен магнитооптический элемент, установленный на носителе магнитнЬ й сйгналограммы. Магнитооптический элемент соединен через держатель с ферромагнитной кареткой, установленной с возможностью перемещения в предметной плоскости микроскопа. Каретка связана с корпусом через упругий элемент. Каретка дополнительно связана с якорем электромагнита, установленного с возможностью перемещения каретки в плоскости, перпендикулярнойпредметной плоскости поляризационного микроскопа. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 2 ил. котором используется прием освещения носителя для регистрации формы отпечатка, получаемого посредством применения коллоидных ванн или порошка. Однако данному способу свойственна низкая контрастность изображения и малый динамический диапазон.: Увеличение контрастности изображения и расширение диапазона визуализации достигается помещением между носителем магнитной записи и коллоидом ферромаг (Л С xj ю ы N О ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1793465 А1 (19) (I1) (sl>s G 11 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4953327/10 (22) 05.05,91 (46) 07.02.93, Бюл. N. 5 (71) Симферопольский государственный университет им. M.Â, Фрунзе (72) Е,Н. Попов, Н,И, Карпенко и В,Б, Панченко (56) Патент Франции N. 2545951, кл. G 03 С 19/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

No 488251, кл, G 11 В 11/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N. 1272354, кл, G 11 В 11/00, 1985. (54) СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ МАГНИТНОЙ СИГНАЛОГРАММ61 И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ . (57) Использование: магнитная запись сигналов, обработка данных, контроль качества и формы записанного сигнала на магнитном носителе информации, Сущность изобретения: перед началом визуализации измеряют размеры дефектов и период собственной доменной структуры магнитооптического эле-. мента. Визуализируют магнитную сигналограмму одновременным воздействиИзобретение относится к технике магнитной записи сигналов, в частности к визуализации магнитных сигналограмм, и может быть использовано в системах записи и хранения информации, в устройствах оптической обработки данных, системах контроля качества или формы записанного сигнала на магнитном носителе.

Известен способ визуализации магнитных сигналограмм, записанных на движущемся носителе магнитной записи, в

2 ем нв магнитооптический элемент поляри- зованным светом и магнитными полями рассеяния виэуалиэируемого сигнала носителя магнитной сигналограммы. В процессе ви-. зуализации магнитооптический элемент равномерно перемещают параллельно плоскости носителя сигналограммы со скоростью ч, определяемой из соотношения v > —, cl где d — средний размер дефектов магнитооптического элемента; f — время релаксации процесса визуализации. В предметной плоскости поляризационного микроскопа размещен магнитооптический элемент, установленный на носителе магнитной сигналограммы. Магнитооптический элемент соединен через держатель с ферромагнитной кареткой, установленной с возможностью перемещения в предметной плоскости. микроскопа. Каретка связана с корпусом че- („.„ рез упругий элемент. Каретка дополнительно связана с якорем электромагнита, " -" установленного с воэможностью перемещения каретки в плоскости, перпендикулярной.: предметной плоскости поляриэационного микроскопа. 2 с. и 1 э. и. ф-лы, 2 ил.:,О (АЭ

Ж котором используется прием освещения носитеяя дпя регистрации формы отпечатка.. получаемого посредством применения колaeak лоидных ванн или порошка.

Однако данному способу свойственна низкая контрастность изображения и малый динамический диапазон.

Увеличение контрастности изображения и расщисрение диапазона визуализации достигается помещением между носителем магнитной записи и коллоидом ферромаг1793465 нитной пленки с полосовой доменной структурой, ориентацией доменов пленки убывающим до нуля переменным магнитным полем с последующим приложением переориентирующего постоянного магнитного поля.

Однако данный способ требует применения коллоидных растворов, ограничивающих возможность его промышленного использования, значительного объема руч- 10 ных операций, вносит загрязнения на носитель.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ визуализации сигналограмм, по которому "5 формируют изображение визуализируемого сигнала воздействием поляризованного . света на магнитооптический элемент(МОЭ), на который воздействуют также магнитными полями рассеяния дорожки записи визу- 20 ализируем6го сигнала и знакопеременным во времени дополнительным магйитным пОлем, при котором пространственная составляющая этого поля параллельна оси намагниченностй МОЭ. 25

К недостаткам данного способа следует отнести снижение контрастности изображенил из-за электромагнитного "встряхивания" доменов, наблюдения помимо сигналограммы собственной доменной 30 структуры, механических дефектов МОЭ, и поверхностных его загрязнений, Это затрудняет процесс визуализацйи, вносит погрешности, предъявля ет повышение требования к качеству МОЭ. 35

Цель изобретения — повышение качества и достоверности визуализации, а также .исключение возможности повреждения

МОЭ и носителя магнитной сигналограммы (HMC) и упрощение процесса визуализации. 40

Для достижения цели по способу визуа- . лизации магнитной сигналограммй, при котором формируют иэображение визуализйруемого сигнала одновременным воздействием на МОЗ поляризованного света и магнйтных полей рассеяния визуализируемого сигнала НМС„перед началом визуалйзации измеряют период собствен- ной доменной структуры МОЭ и размеры его дефектов, вычисляют средний размер б 50 дефектов МОЭ, который в процессе визуализации равномерно перемещают параллельно плоскости НМС со скоростью ч, определяемой из соотношения

55 где r — - время релаксации процесса визуализации.. В устройство для визуализации магнитной сигналограммы, содержащее поляризационный микроскоп, в предметной плоскости которого размещен М03, установленный на НМС, а также соленоид, введен блок перемещения МОЭ, состоящий из размещенных в корпусе упругого элемента, ферромагнитной каретки и держателя МОЭ, соленоид установлен в корпусе с возможностью взаимодействия его якоря с ферромагнитной кареткой в направлении, параллельном предметной плоскости поляризационного микроскопа, при этом каретка соединена с корпусом через упругий элемент, а с МОЭ через держатель.

Кроме того, в устройство введен установленный в корпусе блока перемещения

МОЭ электромагнит, якорь которого установлен с возможностью взаимодействия с ферромагнитной кареткой в направлении, перпендикулярном предметной плоскости поляризацйонного микроскопа, Суть способа заключается в следующем.

При воздействии на МОЭ магнитных полей рассеяния дорожки НМС на М03 реплицируются домены, визуализация картины магнитных полей сигналограммы HMC осуществляется в поляризованном свете. Вместе с тем.МОЭ имеет собственную доменную структуру, не связанную с магнитными полями НМС, но также наблюдаемую в микроскоп. Кроме того, у МОЭ имеются собственные дефекты (дислокации, царапины, загрязнения), которые также наблюдаются. Эти помехи затрудняют процесс визуализации, вносят погрешности; снижают достоверность визуализации.

Перемещение МОЭ в плоскости визуализации приводит к тому, что помехи перемещаются вместе с МОЭ, а неподвижными остаются только домены, реплицирующие форму магнитных полей HMC. Поэтому при скорости перемещения не менее расчетной (см. формулу 1) фотометрическая система (не показана) не регистрирует помехи, обеспечивая достижение цели.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа; на фиг. 2 — устройство перемещения МОЭ.

Устройство (фиг. 1) содержит поляризационный микроскоп 1, в предметной плоскости которого находится HMC 2, располагающийся на координатном столе 3.

В данном случае в качестве НМС 2 рассматривается жесткий магнитный диск. На оптической оси микроскопа 1 последовательно расположены объектив 4, полупрозрачное зеркало 5, установленное под углом 45 к оптической оси микроскопа 1, поляроид б, 1793465

20

40 призма 7, окуляр 8, фотометрическая система 9 (ею может быть телекамера, фотоаппарат, в данном случае ею является глаз оператора). Часть микроскопа 1, выполняющая функции осветителя, содержит последовательно расположенные лампу 10, коллиматор 11, диафрагму 12, поляроид 13, оптическая ось которых перпендикулярна оптической оси микроскопа 1 и пересекается с последней е точке, лежащей на полупрозрачном зеркале 5 под углом 45 со стороны, обращенной к объективу 4. HMC 2 посредством зубчатой пары 14 соединен с двигателем 15 поворота, а координатный стол 3 посредством передачи 16 винт — гайка соединен с двигателем 17 поступательного перемещения. Между объективом 4 микроскопа 1 и НМС 2 расположен МОЭ 18, соединенный держателем 19 с блоком 20 перемещения МОЭ 18, МОЭ 18 может быть выполнен на основе пленки В1, содержащего феррит-гранат, выращенной методом жидкофазной эпитаксии.

Блок 20 перемещения МОЭ 18 выполнен в виде конструкции, показанной на фиг.

2. МОЭ 18 закреплен на конце держателя

19, выполненного е виде упругого элемента.

Второй конец держателя 19 жестко закреплен на подвижной ферромагнитной каретке

21 (выполненной из электротехнической стали 10895 ГОСТ 11036-75 или стали Ст, 10

ГОСТ 1050 — 74, кэк в изготовленном макете).

Ферромагнитная каретка 21 посредством упругого элемента 22 соединена с корпусом

23 данного блока. Деа соленоида 24 и 25 расположены е корпусе 23 с боковых сторон от ферромагнитной каретки 21 с зазором между их сердечниками и ферромагнитной кареткой 21. Под ферромагнитной кареткой

21 расположен электромагнит, состоящий из катушки 26 и подвижного якоря 27, который через демпфер 28 взаимодействует с ферромагнитной кареткой 21.

Способ осуществляется следующим образом, Предварительно перед установкой

МОЭ 18 на устройство, осуществляющее способ (фиг, 1), на измерительном микроскопе измеряют размеры дефектов МОЭ 18 и период собственной доменной структуры.

Исследуемый HMC 2 устанавливают на координатный стол 3. Управляемые электродвигатели 15 и 17 через зубчатую пару 14 и передачу 16 винт-гайка перемещают HMC и совмещают его участок, подлежащий исследованию, с оптической осью микроскопа

1. В течение этого времени МОЭ 18 находится над ЕМС 2, а зазор Л 1 = 0,2 — 2 мм, Затем

МОЭ 18 прижимается блоком 20 перемещения к НМС 2. Свет лампы 10, проходя через коллиматор 11, диафрагму 12, поляроид 13 и отражаясь в полупрозрачном зеркале 5, проходит через объектив 4 и освещает М03

18. Магнитные поля рассеивания НМС 2 воздействуют на МОЭ 18 и реплицируют е нем домены, виэуализирующие сигналограмму при воздействии на МОЭ 18 поляризованного света. Домены наблюдаются зэ . счет двойного эффекта Фарадея фотометрической системой 9 через окуляр 8, призму 7, поляроид 6, полупрозрачное зеркало 5, объектив 4. Регулировкой диафрагмы 12, поляроидов 13 и 6 обеспечивается контрастность изображения. Вместе с тем МОЭ 18 имеет собственную доменную структуру, не связанную с магнитными полями рассеивания HMC

2, дефекты (дислокации, царапины, загрязнения). Собственная доменная структура и дефекты постоянно наблюдаются е микроскопе, они являются помехами, затрудняя процесс визуализации, вносят погрешности, снижают достоверность.и могут быть идентифицированы как сигналограмма. Затем включается блок 20 перемещения

МОЭ 18, который перемещает МОЭ 18 нэ поверхности НМС 2 с расчетной (1) скоростью. Перемещение МОЭ 18 приводит к тому, что собственная доменная структура

МОЭ 18 и дефекты перемещаются вместе с

МОЭ 18 — неподвижными остаются только домены, реплицирующие сигналограмму

НМС 2, Ограничение-по скорости перемещения, налагаемое условием (1), обусловлено особенностями фотометрической системы. При его соблюдении фотометрическая система не регистрирует перемещающееся изображение, т. е. помехи, которые наблюдаются как малоконтрастные изменения фона, что повышает качество еизуализации.

Блок 20 перемещения МОЭ 18 (фиг, 2) работает следующим образом, При подводе или отводе HMC 2 относительно рабочей зоны микроскопа 1 для предотвращения повреждения HMC 2 и МОЭ 18 друг другом

М03 18 приподнимается над поверхностью

HMC 2 на расстоянии Л1 = 0,2 — 2 мм. Для

50 подъема МОЭ 18 на катушку 26 электромагнита подается питание, подвижный якорь 27. через демпфер 28 воздействует на ферромагнитный элемент 21, приподнимая его вместе с держателем 19 МОЭ 18. В процессе работы катушка 26 электромагнита обесточена и под воздействием упругих сил держателя 19 и упругого элемента 22 МОЭ 18 прижат к HMC 2. На соленоиды 25 и 24 подается переменное напряжение регули1793465

v3-1 ) 67 мкм/с

v I

М "- т41+117 (2) 20 пазоне 40-80 B

А1 А

1 I + I 1

ЗО

v=4Af, 35

40 руемой частоты, величины и сдвигом фазы на 90, Под воздействием переменного магнитного поля ферромагнитная каретка 21 совершает колебания в плоскости, параллельной НМС 2.

Соответственно совершает колебания и

МОЭ 18 в плоскости НМС 2, обеспечивая выполнение условия (1}. Параметры устройства фиг. 2, обеспечивающие выполнение условия (1), могут быть определены по зависимости где At — амплитуда колебания ферромагнитной каретки;

f — частота колебания ферромагнитной каретки;

v — средняя скорость перемещения

МОЭ 18;

I,I> — геометрические параметры блока фиг . 2.

Зависймость (2) отражает геометрические пропорции блока (фиг, 2) и физическую зависимость где А — амплитуда колебаний МОЭ 18.

Пример, Определим расчетные скорости перемещения МОЭ 18 для трех фотометрических систем; фотокамера (для времени выдержки 3с, r1 = Зс), телекамера (t 2 =

=1/24 = 0,04 с - время покадровой развертки), визуальное наблюдение(г э =0,8 с- время релаксации глаза). При размерах равновесных доменов d = 3 мкм собственная доменная структура МОЭ 18 не регистрируется

Формула изобретения

1. Способ визуализации магнитной сигналограммы, при котором формируют изображение визуализируемого сигнала одновременным воздействием на магнитооптический элемент поляризованного света и магнитных полей рассеяния визуализируемого сигнала носителя магнитной сигналограммы, отл и чаю щи йс я тем,что, с целью повышения качества и достоверности визуализации, перед началом визуализации измеряют период собственной доменной структуры магнитооптического при следующих скоростях перемещения

МОЭ 18 соответственно: v> 1 мкм/с, vz > 72 мкм/с, чэ > 4 мкм/с, При наличии дефектов МОЭ 18 со средним размером 50 мкм соответствующие скорости будут ч1-1 17мкм/с, ч2-1 1200 мкм/с, Блок со следующими параметрами: I =

=50 мм, I> = 80 мм, f = 50 Гц обеспечивает выполнение условия (1), которое пусть будет чг-1 1200 мкм/с при A> 2,3 мкм. На такую амплитуду надо настраивать блок перемещения МОЭ 18, регулируя параметры питающего напряжения, подаваемого на соленоиды 24 и 25. В изготовленном устройстве в качестве соленоидов 24 и 25 йспользовалась магнитная система злектромеханического генератора. Переменное напряжение подавалось через ЛАТР в диаБлагодаря перемещению МОЭ с расчетной скоростью по поверхности HMC фотометрическая система не регистрирует дефекты МОЭ, такие как дислокации, трещины, царапины, загрязнения, собственную .доменную структуру. Зто повышает качество визуализации, облегчает его, уменьшает вероятность ошибки, снижает требования к качеству МОЭ.

Перемещение МОЭ вверх (над поверхностью HMC) позволяет автоматизировать процесс управления устройством перемещения М03, что упрощает обслуживание устройства и исключает воэможность повреждения МОЭ и HMC

Способ и устройство могут быть использованы как для целей непосредственной визуализации сигналов при контроле качества записей, так и для их ввода в оптические системы обработки информации, где проблема уменьшения вероятности прохождения помех стоит особенно остро, элемента и размеры его дефектов, вычисляют средний размер d дефектов магнитооптического элемента, который в процессе визуализации равномерно перемещают параллельно . плоскости носителя магнитной сигналограммы со скоростью v, определяемой из соотношения где r- время релаксации процесса визуализации, 1793465

2. Устройство для визуализации магнитной сигналограммы, содержащее поляризационный микроскоп, в предметной плоскости которого размещен магнитооптический элемент, установленный на носителе магнитной сигналограммы, а также соленоид, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и достоверности визуализации, в него введен блок перемещения магнитооптического элемента, состоящий иэ размещенных в корпусе упругого элемента, ферромагнитной каретки и держателя магнитооптического элемента, соленоид установлен в корпусе с воэможностью взаимодействия его якоря с ферромагнитной кареткой в направлении, параллельном предметной плоскости поляризационного микроскопа, при этом каретка соединена с корпусом через упругий элемент, а с магнитооптическим Элементом — через держатель.

3. Устройство по и. 2. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью исключения возможности повреждения магнитооптического элемента и носителя магнитной сигналограммы и упрощения процесса визуализации, в него введен установленный в корпусе блока перемещения магнитооптического элемента электромагнит, якорь которого установлен с возможностью взаимодействия с ферромагнитной кареткой в направлении, перпендикулярном предметной плоскости поляризационного микроскопа.

1793465

Составйтель C,Mëü÷óê

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор

Корректор М.Самборская

Заказ 506 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101