Способ записи информации

Способ записи информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено10,07.75(21) 2159132/18 — 10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано15.04.78.Бюллетень №14 (45) Дата опубликования описания1 . О3. 7g.

Союз Советских

Социалистических

Республик (!!) 602969 (5!) М. Кл.

С 06 К 1/00

С 01 D 9/00

G. 11 В 11/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам иэооретений и OTKpblTNN

РЗ) УДК 681,327.11 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. М. Ачкасов, В. К. Мазуров и Ю. И. Потехин

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в различных областях науки и техники, где возникает необходимость в скоростной записи информации и долговременном ее хранении.

Известен способ записи информации (1), заключающийся в получении оптических неоднородностей на металлическом носителе воздействием на него лазерным лучом.

Недостатками указанного способа является его сложность и необходимость использования дорогостоящего оборудования: мощных лазеров, сложных модуляторов, оптических отклоняющих систем и специальных материалов для носителя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ записи ин- 15 формации (2), заключающийся в получении оптических неоднородностей на токопроводяшем носителе информации воздействием на него через жидкую среду импульсами электрического тока, поступающими на записывающий элемент и соответствующими записываемой информации.

Запись информации по этому способу производят в тяжелой жидкости, покрытой слоем электролита, интенсивность реакции которого определяется величиной импульсов тока.

Недостатками указанного способа являются низкая скорость записи информации, обусловленная низкой скоростью дв,1жения ионов в электролите и накоплением в нем продуктов растворения металла, и невысокая плотность записи, обусловленная низкой плотностью тока при ограниченной скорости протекания электролнтического процесса.

Целью изобретения является увеличение скорости и плотности записи информации.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу запись осуществляют в потоке диэлектрической жидкости посредством пробоя нестационарным импульсным разрядом слоя этой жидкости, толщину которого поддерживают постоянной посредством перемещения записывающего элемента относительно зоны записи.

Нестационарный электрический импульсный разряд в жидком диэлектрике является высококонцентрированным преобразователем электрической энергии преимущественно в тепловую и механическую с объемной плотностью энергии до ЗОООО Дж/ммз и мощностью до сотен киловатт. Сечение канала разряда при определенной энергии импульса может достигать размеров порядка тысячных долей миллиметра, а время действия разряда — порядка 10 с.

Вышеперечисленные свойства нестацпонарОЪ6(1 ного электрического импульсного разряды в жидкой диэ ек-,; леской среде оказывают непосредственное вл> яние н предлагаемый cilocoÎ зя!1иси.. i>K, высокая cKopocTb протек» il 1l H

;>р >>косов lip>I разряде принципиально позвол;l< т получать скОрОст1> аписп в несколько мсldгерц. Получени ы.е больших концентраций энергии в к-"„; »; разряда дает возможность локализоват> действие на носитель и, тем самым, достигать высоких плотностей записи при достаточно глубоком изменении носителя за врем одного импульса. Причем, повышение плотности записи в предлагаемом способ — хорошо согласуется с увеличением скорости записи, так как, чем короче импульс во времени (при одной и той же энергии), тем выше плотность энергии в объеме разряда, выше темпераг,р» и интенсивность расплавления и испарения мытериала носители.

При зыпи.п информации с большой интенснв остью (мо!цный разряд или высокая скорость з»I» cII) »a-зы «засорения» диэлектричсск<>и жидкост>! меTc>,1ли чески м и частицами и llpoдуK1ами разложения возможны ропуски отдельных сигналов. В этом случае целесообразНо проведение записи в потоке диэлектрической жидкости, так как обмен жидкости способствует лучшей ее де1!Онизации в зоне записи и, следовате,>ьно, !юддержанию импульсной формы разряда.

Оптимальная но надежности пробоя и точности записи толщина слоя жидкой диэлектрической среды между зап>гсываюшим элементом и носителем нахо.,ится в диапазоне от 3 до

30 мкм. Конкретную толщину диэлектрической среды из этого диапазона выбирают в зависимости от характерист!!к носителя, параметров импульсы и состава жидкого диэлектрика.

Прп слоях меньше 3 мкм форма неоднородностей на носителе получается нестабильной, имеет место ощутимый перенос вещества носителя на запис!.>вы!О>ций элемент. затруднена эвакуация продуктов разряда из зоны записи. При слоях свыше 30 мкм уменьшается надежность пробоя (ac<><>i»H<> при малых энергиях разряда), снижается точность местоположения запись!ваемых неоднородностей, прогрессируюше уменьшается доля энергии, идущая на изменение носителя. Во время электрического импульсного разряlы действию высокой температуры, развивающейся в канале разряда, подвергается и записывающий элемент, что приводит к выплавлению микропорций материала с его поверхности. Следствием этого является увеличение толщины слоя диэлектрика между поверхностью носителя и записываюшим элементом, что вызывает изменение режимов записи и, в конечном счете, ее прекрашение.

Согла< но предлагаемому способу толщину слоя жидкого диэлектрика между носителем и. записывающим элементом поддерживают iioстоянной перемещением последнего относительно зоны записи. Такое перемещение позволяет восстанавливать форму и размеры записывающего элемента во время записи и этим стаби.lllзировать параметры разряда, что, в свою очс1>едь, приводит к »лучи!е!!HI > качественных Iloказателей записи: стабильности формы и раз-.

Д меров создавыемь>х пеоднородностсй. надежнос-I I> их появления, го >!!Ости размешсиия на ш>< 1I 1 <Х C

Ны чер><:же >юказыно устройство для нсылизации описываемого способы, содержашее ис5 точнпк информации 1, подключенный к блоку синхронизации 2, снабженному буферным регистром памяти, носитель информации 3, датч ик 4, генератор и м пульсов 5. за п псы ваюший

r. icìåн г 6, жидкий диэлектрик 7 и сопло 8.

Проце<с;;.писк осуществляют следуюШим о

Образом. Сигналы, соответствх юшие записываемой 111!формации, оТ исзочникы информации 1 подают на блок синхронизации 2. При определенном i!o;Io)«CHIIII носителя 3, которое фиксируется датчиком 4, от блока синхронизации 2 сигнал инфо1мации подают на генератор 5, где преобразуют его в электрический импульс (или серию импульсов) с требуемыми параметрами. Затем усиле!>шый импульс электрической энергии подают Hd записываюший элемент 6, который может быть выполнен в виде проволоки, полосы или ленты. Вторым полюсом при этом является токопроводяший носитель 3..1од действием напряжения поданного импульса в месте наибольшего сближения между записываюшим элементом и носителем происходит

25 электрический пробой тонкого слоя «а» жидкого диэлектрика 7, находящегося в зоне записи «в», и образование канала разряда. По этому каналу устремляется электрическая энергия в виде нестацпонариого импульсного разряда. Выделившаяся в кацыле разряда электри30 ческая энергия переводит микрообъем вешества жидкого диэлектрика в плазменное состояние. Под действием динамических сил, возникаюших в канале разряда, в результате взаимодействия плазмы с поверхностью токопроводящего носителя происходит взрывообразный выброс частиц носителя в жидком или парообразнОм состоянии. Эти частицы застывают в жидком диэлектрике и удаляются из зоны записи вместе с ним. В результате импульсного действия разряда на носителе образуется оптическая неоднородность в виде углубления (лунки), а при соответствующей энергии разряда и толщине ленточного носителя — отверстие. (При воспроизведении записанной информации наличие оптической неоднородности в определенном месте носителя интерпретируется как «1». отсутствие ее — как «0»). После перемещения

»: -Тя (или записываюшего элемента) на едуюшую позицию и восстановления электри> ской прочности жидкости в зоне записи на записывающий элемент подают очередной им50 пульс (при необходимости записать «1») и процесс записи повторяют. Деионпзации жидкости способствует то обстоятельство, что каждый последующий бпт информации записывается на новый участок носителя, поэтому в области зоны записи находится диэлектрическая

55 жидкость, е!це не подвергавшаяся воздействию импульсного разряда.

Синхронизация момента подачи импульса записи и положения носителя может осуществляться либо стабилизацией скорости перемещения носителя при определенной частоте записи, либо специальным синхронизируюшим бло602Э69 ком, связанным с дагчиком относительного положения записывающего элемента и носителя.

Запись информации производят при погружении зоны записи в жидкий диэлектрик. При большой интенсивности записи естественный обмен жидкого диэлектрика (в силу действия конвекции и диффузии) может оказаться недостаточным для качественной записи. В этом случае осуществляют подачу очищенного жидкого диэлектрика в зону записи под давлением через сопло 8.

Для осуществления качественной записи информации толщину слоя жидкой диэлектрической среды во время записи поддерживают постоянной перемещением записывающего элемента 6, например электродной проволоки, относительно зоны записи. Направление перемещения показано стрелкой. Скорость перемещения записывающего элемента выбирают в зависимости от частоты подачи импульсов записи и от величины изменения толщины слоя жидкого диэлектрика, которое произошло за счет уменьшения размеров записывающего элемента. Степень постоянства толщины слоя диэлектрической среды определяется требованиями к надежности, точности и стабильности записи.

По предлагаемому способу запись информации характеризуется следующими параметрами режимов и применяемыми веществами. В качестве диэлектрической среды могут быть использованы жидкие предельные углеводороды (керосин, машинные масла), спирты, воды, различные смеси и эмульсии. Выбор жидкости для записи информации определяется не максимальным количеством материала, удаленного с носителя при определенной энергии импульса, а совместимостью свойств жидкости с требованиями эксплуатации видов оборудования, стыкуемого с устройствами записи. Поэтому для. предлагаемого способа найдут применение дистиллированная вода или синтетические жидкости, не имеющие запаха и являющиеся безвредными для обслуживающего персонала.

По предлагаемому способу запись информации может быть осуществлена на носитель в виде ленты, полосы или проволоки из чистых металлов, их сплавов и композиций. В настоящее время не известны токопроводящие материалы, которые бы были не подвержены воздействию электрического импульсного разряда.

Некоторые полупроводники также поддаются воздействию электрического импульсного разряда. Для целей долговременного хранения информации (сроком более 100 лет) в первую очередь найдут применение носители из химически стойких металлов и сплавов с высокими физико-механическими свойствами, например на основе никеля, титана, тантала, платины.

Параметры электрических импульсов выбираются в зависимости от требуемого размера и формы записываемых оптических неоднородностей. Возможность достижения требуемых для записи параметров импульсов во многом определяется способами формирования и техническими данными устройств для их генерирования. Форма импульсов, подаваемых на записывающий элемент, может быть, например, пря моугольной с амплитудой напряжения 80—

2Е

300 В. Для увеличения надежности записи может применяться генерирование импульсов сложной формы, например ступенчатой, то есть, высоковольтный импульс с крутым передним фронтом (поджигающий) и следующий либо непосредственно за ним, либо с некоторой задержкой, низковольтный с увеличенным током короткого замыкания (импульс тока). При этом для стабилизации воздействия на носитель при генерации импульса возможны различные корректировки его параметров в зависимости от особенностей начальной стадии процесса пробоя. Напряжение поджигающего импульса может быть порядка 300 — 800 В, что может в несколько раз превышать напряжение, достаточное для пробоя тонкого слоя диэлектрика, находящегося в зоне записи. Импульс тока может реализоваться при напряжении 30 — 80 В ток короткого замыкания при записи равен

0,5 —,10 Л, а длительность импульса равна ) 2—

10 мкс.

Для образования сквозного отверстия., апример, диаметром 15 мкм в ленте из титана толщиной 10 мкм достаточно единичного импульса с энергией около 3000 мкДж.

Скорость перемещения записывающего элемента зависит от его материала, интенсивности записи, а также от требований, предъявляемых к качеству записи. Так, при частоте записи 50 кГц, токе короткого замыкания 2 Л и длительности импульса 1,5 мкс для качественной записи достаточна скорость перемещения записывающего элемента из вольфрамовой про10 см)с.

Предлагаемый способ может быть применен также для записи аналоговой информации. При этом оптические неоднородности переменных размеров можно записывать импульсами с меняющейся энергией, в частности с различной амплитудой тока, или импульсами с постоянной энергией и меняющимся числом записывающих импульсов в единицу времени.

Предлагаемый способ позволяет осуществить запись информации в виде необратимых неоднородностей на металлическом носителе.

Информация, записанная в таком виде на химически стойком и механически прочном носителе, например на ленте из титана, тантала, платины или их сплавов, может храниться без потерь и искажений весьма длительное время (более 100 лет). Причем металлические сигналограммы в отличие от магнитных и оптических не требуют специальных условий хранения, не критичны к воздействию магнитных полей и в гораздо большей степени противостоят различным излучениям. Требование долговременного хранения предъявляется к геолого-геофизической информации. Дело в том, что в ряде случаев возникает необходимость в повторной обработке материалов прошлых лет, при этом недостающую информацию о строении той или иной площади можно получить за счет обработки первичных материалов по более совершенной методике, а не за счет проведения дорогих дополнительных полевых исследований.

Длительное хранение необходимо и для другHx видов информации.

602969

Формула изобретения

Составитель И. Милехин

Техред О. Луговая Корректор П. Макаревич

Тираж 826 Подписное

Редактор С. Хейфиц

Заказ 1855/46!

1НИИПИ 1 о(уц рс те «« . «> i«ic i;> Совета М,>и Ii> ССС Р

if(> дс,i«v г обретений н 0> ...раций

1!3!135, а!осина, хК-35, Раугнская наб., д. 415

Филиал 111111 «11атент». г. Ужгород, ул. 1! рос ктная, 4

Запись информации в виде оптических неоднородностей на металлическом носителе может быть осуществлена при использовании лазерного и электронно-лучевого способов записи.

Однако предлагаемый способ записи обладает тем преимуществом, что сравнимые с этими способами технические результаты по скорости и плотности записи при реализации предлагаемого способа достигаются с помощью гораздо более простых устройств. Простота реализации несомненно скажется на надежности и стоимости устройств, разработанных на основе предлагаемого способа, что, в свою очередь, окажет влияние на область их применения и масштабы использования. Так, на оснойо предлагаемого способа стало реальным создание устройства записи, имеющего размеры в несколько десятков кубических сантиметров, которое позволяло бы производить запись информации с высокой плотностью на металлический носитель в условиях больших вибраций, ускорений, сильных электромагнитных полей и других возмущений. Способность получаемых сигналограмм выдерживать высокие температуры и болыние динамические перегрузки в сочетании с малыми габаритами и весом делают такие устройства псрспективными для применения в авиации. Подобные устройства могут быть использовань> дли регистрации информации в полевых условиях (разведочная геофи-зика, исследование земли и моря:< т.д.).

Способ записи информации, заключающийся в полу чении оптических неоднородностей на токопроводящем носителе информации воздействием на него через жидкую среду импульсами электрического тока, поступающими на записывающий элемент и соответствующими записываемой информации, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости и плотности записи информации, запись осуществля!от в потоке диэлектрической жидкости посредством пробоя нестационарным импульсным разрядом слоя этой жидкости, толщину которого поддерживают постоянной посредством перемещения записывающего элемента относительно зоны записи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Гlатент США ¹ 3474457, кл. 346 †, 1969.

2. Патент ФРГ № 1283285, кл. 21 а, 37/66, 2s 969.