使用声波换能器的泄漏检测的制作方法_2

文档序号:9766623阅读:来源:国知局
过介质传播的纵向声波。更准确地说,针对声波的致动,使用术语声波112,而针对声波通过流体介质60时其效应的测量,使用术语流体压力波122。因而,在整个本公开不时地分别描述和描绘声波112和流体压力波122,两者术语都指声波通过流体介质60的行进。换句话说,因为声波仅仅是声传播通过的介质的颗粒的图案化压缩和解压缩,术语声波112 —般地与可控地致动声波有关,而术语流体压力波122 —般地与感测和检测声波有关。
[0028]所产生的流体压力波122中的波动和变化对应气密密封腔50内的流体介质60的成分变化。流体介质60的这种成分变化常常是在气密密封腔50中的泄漏的结果,泄漏使得外部气氛70与流体介质60混合并/或使流体介质60散逸出腔50外并且进入外部气氛。因而,整个本公开使用的术语“成分改变”和类似术语是指构成流体介质60的原子/分子的浓度的改变和/或流体介质60的压力的改变。
[0029]许多应用诸如硬盘驱动器常常是气密密封的以使所包含的流体介质60与外部气氛70隔离。诸如硬盘驱动器、半导体装置、固态存储器装置、计算机/电气舱、食物容器、医药包、化学密封容器等,都可以用气密密封的内部气氛实现。因此,尽管整个本公开包括许多具体的细节与硬盘驱动器腔51作为气密密封腔50的具体的实施例相关,本领域的技术人员可理解本公开的技术能够应用于气密密封腔50的其它实施方案/应用。
[0030]还应注意,构成气密密封腔50内的内部气氛的流体介质60可以是液体和/或气体并且尤其可以由根据给定应用的特点选择的某些原子/分子组成。例如,诸如氦的惰性气体可以是在腔50的内部密封的流体介质60。在一个实施例中,流体介质60可以被配置成具有某些压力以促进在腔50内的任何构件和材料的正确的存储和/或操作。
[0031]气密密封腔50容纳和包含内部构件。在某些实施方案中,腔50包括两个或更多个联接在一起的部分以维持腔的密封性质。在一个实施例中,气密密封腔50将内部气氛维持低于大气压力的压力。气密密封腔50能够由诸如塑料、聚合物、金属、复合材料等的各种材料的任何一种制成。腔50可进一步包括紧固功能或附接功能(未描绘出),这些功能允许气密密封腔50被安装到其它结构。另外地,在一些实施例中,气密密封腔50可包括馈通连接器,该连接器可控制地允许能量和/或物质通过密封腔50的壁。
[0032]图2A是硬盘驱动器系统200的透视图,该硬盘驱动器系统200包括气密密封的硬盘驱动器腔51内的硬盘驱动器构件(带有附图标记Sx的元件)、声波致动器210的一个实施例以及声波换能器220的一个实施例,设有示出硬盘驱动器腔51的顶部面板,以示出包含在其中的构件。如上所述,在一个实施例中,气密密封腔50是容纳和保护硬盘驱动器构件81、82、83的硬盘驱动器腔51。硬盘驱动器腔51能够被气密密封以将硬盘驱动器气氛61与外部气氛72隔离以维持对于旋转磁盘合适的气氛。例如,硬盘驱动器气氛61可以是氦气,这允许读/写组件83的头部86在比较地低于非气密密封的硬盘驱动器的高度平滑地在磁盘81上“飞行”。头部86的飞行高度是重要的,因为头部86距离磁盘81的磁比特越近,信噪比增加,因而,使得硬盘驱动器能够具有增加的比特密度(即更高的数据存储容量)O
[0033]硬盘驱动器系统200包括磁盘(即盘片)81的磁记录介质。在另外一个实施例中,硬盘驱动器系统200可以配置为与包括闪存介质和磁盘介质的组合的所谓的混合硬盘驱动器相似。在另外一些实施例中,硬盘驱动器系统200能够是另一种类型的磁性存储装置或甚至是另一种类型的数据存储装置,诸如光学记录装置。一般地,硬盘驱动器系统200包括一个或多个磁盘81 ;心轴82,该心轴82由心轴马达驱动;和读/写头组件83。读/写头组件83包括一个或多个电枢84,电枢84与带有换能器头86的基部85联接。尽管在图2中描述的硬盘驱动器系统200示出为具有四个电枢84和四个磁盘81,可使用任何数量的磁盘81和读/写头电枢84。
[0034]读/写头组件83的电枢84平行于彼此远离基部85延伸至布置有换能器头部86的悬臂端部。在某些实施方案中,每个电枢84是相对薄的板状元件,具有沿着远离基部85延伸的方向减少的宽度。各电枢84垂直地间隔开(例如,从上至下的方向)使得磁盘84能够位于相邻的电枢84之间。在一些示例中,电枢84彼此间隔开相等的距离。每个电枢84限定顶部表面和与顶部表面相对的底部表面。在某些实施方案中,当顶部表面和底部表面一般地限定相应的电枢84的相对侧时,顶部表面和底部表面彼此相对。根据某些实施方案,当顶部表面和底部表面彼此平行、并且由相应的电枢84的厚度彼此间隔开时,顶部表面和底部表面彼此相对。相对的表面能够但是不需要是平坦的。电枢84可包括开孔,用于附接其它构件或用于减少重量的目的。在一些实施例中,电枢84与基部85 —体地形成,使得它们与基部85形成整体的单片构造。在其它实施例中,电枢84和基部85分开地形成并且经由各种联接技术在独立的处理步骤联接到基部。
[0035]心轴82经由心轴马达操作连接到硬盘驱动器腔51。心轴121协同旋转地联接到心轴马达使得心轴82马达旋转地驱动心轴。因此,可认为心轴82是心轴马达的一部分或与心轴马达一体。磁盘81经由相应的轮毂而操作连接到心轴82,轮毂固定到相应的磁盘81并协同旋转地联接到心轴82。以这种方式,心轴82限定每个磁盘81的中心轴线。随着心轴82旋转,磁盘81相应地旋转。因此,能够操作中控制心轴马达使磁盘81以受控量和受控速率下旋转。磁盘81能够包括组织成多个存储数据的磁道的磁记录介质。
[0036]随着磁盘81旋转,读/写头组件83定位电枢84,具体地头部86连接到每个电枢84,使得头部86定位在磁盘的指定的径向区域上用于读或写操作。在空闲模式,控制读/写头组件83径向向外地定位电枢84使得每个头部86停泊或卸载到固定到腔51的装载支撑上。硬盘驱动器系统可进一步包括电气硬件板,该电气硬件板安装到腔51。以这种方式,与形成在硬盘驱动器系统200的外部的或与硬盘驱动器系统200分开的电气装置的部分相反,电气硬件板是机载的或包含在硬盘驱动器系统内。一般地,电气硬件板包括用于控制硬盘驱动器系统200的各种构件的操作的硬件和/或电路。电气硬件板可包括印刷电路板,硬件和/或电路安装在该印刷电路板上或该印刷电路板内。
[0037]在硬盘驱动器腔51内是声波致动器210的一个实施例和声波换能器220的一个实施例。如上所述,声波致动器210操作配置为控制通过硬盘驱动器气氛61的声波(即音波)的传播。类似于以上参见图1 一般描述的声波致动器的声波致动器210,可以是与硬盘驱动器系统200的其它内部构件功能无关的构件。例如,声波致动器210可以是致动在两个元件之间的物理冲击的装置,因而产生通过内部硬盘驱动器气氛61传播的声波。在另一个实施例中,致动器210可以是振动装置或脉动装置(例如压电材料)。换句话说,声波致动器210可以是任何可控地产生声波的装置。在一个实施例中,致动器210是精确可控制的,使得当每次致动时能够产生大体相同的声波。在另一个实施例中,参见图2B如下所述,声波致动器210可实际上是传统的硬盘驱动器系统200的现有的构件。
[0038]声波换能器220通过感测流体压力波来检测通过硬盘驱动器腔51的内部气氛61的声波传播。在一个实施例中,声波换能器220是密封,被配置和校准以检测由致动器210致动的声波的频率和幅值。如下参见图3A-3D包括与声波换能器220相关的进一步的细节。
[0039]一旦声波换能器220已经检测流体压力波数据,比较模块(在图2A中未描绘出)根据流体压力波数据计算声波的声速。然后将声速与预定阈值速度比较以确定在气密密封腔中是否存在泄漏。换句话说,如果波传播所通过的内部气氛已经经历了由于在气密密封的硬盘驱动器腔中的泄漏所造成的成分改变,检测/计算的声速将改变。以下参见图4包括关于比较模块的附加的细节。
[0040]图2B是硬盘驱动器系统200的另一个实施例的透视图,该硬盘驱动器系统200包括在气密密封的硬盘驱动器腔51内的硬盘驱动器构件和声波换能器220,设有示出硬盘驱动器腔51的顶部面板。以上大体描述了硬盘驱动器系统200和内部构件81、82、83、84、85、86。然而,图2B未包括用作声波致动器210的分开和独立的构件。作为代替,图2B标识了用作声波致动器210的读/写头组件83的表面211。
[0041]在这样的实施例中,当借助读/写头组件83执行受控的动作,已知的声音可被产生并且通过硬盘驱动器腔81的内部气氛61传播。例如,读/写头组件83的电枢84相对于磁盘81径向向外移动至着陆/空闲位置的操作可产生能够由声波换能器220检测的一致的声音。在另一个实施例中,心轴82和/或读/写头组件83的电枢84可包括操作中产生待由声波换能器220检测的声音的特点。因而,声波的传播可由执行标准操作(即旋转盘片82、移动读/写头组件83等)的传统的硬盘驱动器的现有构件致动。再进一步,在另一个实施例中,声波可由在已知控制条件下敲击或击打硬
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