使用聲波換能器的泄漏檢測的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及氣密密封腔并且更具體地涉及使用聲波換能器在氣密密封腔內(nèi)檢測泄漏。
【背景技術】
[0002]硬盤驅動器被廣泛地使用已存儲企業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、計算機工作站、便攜式計算裝置、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字視頻播放器等的數(shù)字數(shù)據(jù)或電子信息。一般地，硬盤驅動器在每個都具有由磁性材料制成的層的一個或多個磁性記錄介質上存儲數(shù)據(jù)。硬盤驅動器包括讀/寫頭，該讀/寫頭設有磁性地極化磁性材料的區(qū)域或比特使不同的極性對二進制的O或I編碼的寫構件。因而，數(shù)據(jù)以磁極的磁性編碼的區(qū)域或比特形式記錄。磁化的方向能夠稱之為正狀態(tài)和負狀態(tài)中的一個。每個比特能夠存儲與比特的磁極化狀態(tài)相應的信息(一般地以I或O的形式的二進制信息)。一般地，比特沿著磁盤的各個徑向鄰接的(例如同心的)環(huán)形磁道布置。單個的磁盤能夠包括對于每個帶有成百萬上千萬個比特的成百萬上千萬個磁軌的空間。讀/寫頭也包括讀構件，該讀構件檢測每個比特或區(qū)域的磁極性并產(chǎn)生近似于磁極性的電信號。信號被處理以恢復記錄在磁性材料上的二進制數(shù)據(jù)。
[0003]硬盤驅動器的盤片隨著讀/寫頭在各個磁盤上盤旋而旋轉以從磁盤讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)到磁盤。磁盤的旋轉由經(jīng)由中央心軸可旋轉地耦接到磁盤的心軸馬達驅動。讀/寫頭相對于磁盤的位置和在數(shù)據(jù)從其讀或數(shù)據(jù)寫至其的磁盤上的定位經(jīng)由致動器的致動來控制。致動器控制讀/寫頭的移動。
[0004]硬盤驅動器的動態(tài)性能是對于獲得更高數(shù)據(jù)容量和更快處理數(shù)據(jù)(即讀和寫)的機械因素。在磁盤表面上記錄的數(shù)據(jù)磁軌數(shù)量至少部分地由讀/寫頭和期望的數(shù)據(jù)磁軌能夠多好地相對于彼此定位和使得以穩(wěn)定的和受控的方式彼此跟隨來確定。
[0005]存在能夠影響硬盤驅動器執(zhí)行定位讀/寫頭和將頭部跟隨數(shù)據(jù)磁軌的功能的能力的許多因素。一個這種因素是在硬盤驅動器腔的內(nèi)部氣氛的成分。硬盤驅動器腔常常被氣密密封以將硬盤驅動器構件(例如盤片、心軸、讀/寫頭組件等)與外部氣氛隔離，因而促進讀/寫頭平滑地和貼近地在磁盤上“飛行”以讀和/或寫數(shù)據(jù)。然而，如果內(nèi)部氣氛成分波動或不是固定的，諸如由于在氣密密封腔中的泄漏例如，可能削弱硬盤驅動器的動態(tài)性能正如讀/寫頭可能不平滑地一樣在磁盤上“飛行”，這能夠導致更低的信噪比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀并且尤其根據(jù)至今還未由當前可用系統(tǒng)完全解決的傳統(tǒng)的氣密密封腔的問題和缺點，開發(fā)本申請的主題。許多傳統(tǒng)的氣密密封腔不具有相關的泄漏檢測系統(tǒng)。可替換地，具有這種泄漏檢測系統(tǒng)的那些少數(shù)的傳統(tǒng)的氣密密封腔未能精確地和直接地檢測氣密密封腔內(nèi)的內(nèi)部氣氛的成分改變。
[0007]—般地，開發(fā)了本申請的主題以提供確定(例如測量和/或計算)在氣密密封腔內(nèi)的內(nèi)部氣氛的聲速以檢測和識別內(nèi)部氣氛的成分的改變的泄漏檢測系統(tǒng)。
[0008]本公開涉及泄漏檢測裝置，該泄漏檢測裝置包括聲波致動器，該聲波致動器安裝在氣密密封腔內(nèi)。氣密密封腔將流體介質與外部氣氛隔離，并且聲波致動器通過流體介質傳播聲波。裝置進一步包括聲波換能器和比較模塊，該聲波換能器安裝在氣密密封腔內(nèi)。聲波換能器檢測與聲波相關的流體壓力波數(shù)據(jù)。比較模塊根據(jù)流體壓力波數(shù)據(jù)計算聲速并且將聲速和預定閾值速度比較。
[0009]在一個實施例中，裝置可進一步包括識別模塊，當聲速滿足預定閾值時該識別模塊識別由氣密密封腔中的泄漏引起的流體介質的成分改變。在一個實施例中，聲波換能器是麥克風。在另一個實施例中，聲波換能器是諧振頻率檢測器，例如在氣密密封腔的壁內(nèi)的亥姆霍茲型腔、諧振管、和諧振腔。
[0010]本公開也涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括硬盤驅動器腔、至少一個盤片組件、讀/寫頭組件、聲波致動器和聲波換能器。硬盤驅動器腔是氣密密封的以將硬盤驅動器氣氛與外部氣氛隔離。至少一個盤片組件和讀/寫頭組件安裝在硬盤驅動器腔內(nèi)。安裝在硬盤驅動器腔內(nèi)的聲波致動器通過硬盤驅動器氣氛傳播聲波。安裝在硬盤驅動器腔內(nèi)的聲波換能器檢測與聲波相關的流體壓力波數(shù)據(jù)。
[0011]在一個實施例中，系統(tǒng)可包括比較模塊，該比較模塊根據(jù)流體壓力波數(shù)據(jù)計算聲速并且將聲速與預定閾值速度比較。在進一步的實施例中，系統(tǒng)還包括識別模塊，當聲速滿足預定閾值時該識別模塊識別由硬盤驅動器腔中的泄漏引起的硬盤驅動器氣氛的成分改變。在一個實施方案中，聲波致動器是與傳統(tǒng)的磁盤驅動器構件無關的獨立的構件。在另一個實施方案中，聲波致動器是現(xiàn)有的能夠產(chǎn)生通過硬盤驅動器氣氛傳播的聲波的硬盤驅動器構件。聲波換能器可以是麥克風或聲波換能器可以是諧振頻率檢測器，例如在氣密密封腔的壁內(nèi)的亥姆霍茲型腔、諧振管、和諧振腔。
[0012]本公開還涉及一種裝置，該裝置包括致動模塊、檢測模塊、比較模塊和識別模塊。致動模塊命令聲波致動器通過流體介質傳播聲波。流體介質在氣密密封腔內(nèi)并且大體與外部氣氛隔離。檢測模塊從與聲波流體接觸的聲波換能器接收壓力波數(shù)據(jù)。比較模塊根據(jù)壓力波數(shù)據(jù)計算聲波的聲速并且將聲速與預定閾值速度比較。當聲速滿足預定閾值時識別模塊識別由在氣密密封腔中的泄漏引起的流體介質的成分改變。
[0013]根據(jù)一個實施例，壓力波數(shù)據(jù)包括流體介質的諧振頻率數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，壓力波數(shù)據(jù)包括流體介質的波長和頻率數(shù)據(jù)。由識別模塊識別的成分改變可包括流體介質的構成的相對濃度的改變。
[0014]更進一步地，本公開涉及用于檢測在氣密密封腔中的泄漏的方法。該方法包括通過流體介質傳播聲波。流體介質在氣密密封腔內(nèi)并且大體與外部氣氛隔離。方法進一步包括檢測與流體介質中的聲波相關的流體壓力波數(shù)據(jù)并根據(jù)流體壓力波數(shù)據(jù)計算聲速。一旦已經(jīng)計算聲速，方法包括將聲速與預定閾值速度比較并且當聲速滿足預定閾值時識別由在氣密密封腔中的泄漏引起的流體介質的成分改變。在一個實施中，檢測在流體介質中的流體壓力波數(shù)據(jù)包括檢測聲波的諧振頻率或檢測聲波的波長和頻率中的一個或多個。
[0015]本公開的主題的描述的特點、結構、優(yōu)點和/或特征可以任何合適的方式組合在一個或多個實施例和/或實施方案中。在下列描述中，提供許多具體的細節(jié)以賦予本公開的主題的實施例的透徹的理解。本領域的技術人員將認可，在沒有具體的實施例和/或實施方案的具體的特點、細節(jié)、構件、材料和/或方法中的一個或多個的情況下，可以實施本公開的主題。在其它示例中，可在某些可能不存在于所有的實施例或實施方案中的實施例和/或實施方案中識別附加的特點和優(yōu)點。而且，在一些示例中，未示出或詳細描述公知的結構、材料或操作以避免混淆本公開的主題的各個方面。從下列描述和附帶權利要求書中的本公開的主題的特點和優(yōu)點將變得更加顯而易見，或可由如下文中陳述的主題的實施所獲悉。
【附圖說明】
[0016]為了主題的優(yōu)點可以更容易地理解，以上簡述的本主題的更具體的描述將通過參考示出在附圖中的具體的實施例來提出。理解到這些附圖僅描述本主題的一般實施例并且因此不考慮其范圍的限制，通過使用這些附圖借助附加的特征和細節(jié)描述和解釋本主題，其中:
[0017]圖1是在密封腔內(nèi)的包括聲波致動器和聲波換能器的泄漏檢測裝置的一個實施例的不意圖；
[0018]圖2A是包括在氣密密封硬盤驅動器腔內(nèi)的硬盤驅動構件、聲波致動器和聲波換能器的硬盤驅動器系統(tǒng)的一個實施例的、設有硬盤驅動器腔的頂部面板未示出的透視圖；
[0019]圖2B是包括在氣密密封硬盤驅動器腔內(nèi)的硬盤驅動構件和聲波換能器的硬盤驅動器系統(tǒng)的另一個實施例的、設有硬盤驅動器腔的頂部面板未示出的透視圖；
[0020]圖3A是示出聲波換能器的一個實施例的硬盤驅動器系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖3B是示出聲波換能器的另一個實施例的硬盤驅動器系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖3C是示出聲波換能器的另一個實施例的硬盤驅動器系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖3D是示出聲波換能器的又一個實施例的硬盤驅動器系統(tǒng)的示意圖；
[0024]圖4是用于在氣密密封腔內(nèi)檢測泄漏的控制器裝置的一個實施例的示意框圖；
[0025]圖5是用于在氣密密封腔內(nèi)檢測泄漏的方法的一個實施例的示意流程圖。
【具體實施方式】
[0026]在整個說明書中對“一個實施例”、“實施例”或類似語言是指結合該實施例描述的具體的特點、結構或特征包括在本公開的至少一個實施例中。在整個說明書中短語“在一個實施例中”、“在實施例中”和類似語言的出現(xiàn)可以是指但是不一定全部是指相同的實施例。相似地，使用術語“實施方案”意指結合本公開的一個或多個實施例一起描述的具體特點、結構或特征的實施方案，然而，不存在明確的相關性以指示否則實施方案可以與一個或多個實施例有關。
[0027]圖1是包括在氣密密封腔50內(nèi)的聲波致動器110和聲波換能器120泄漏檢測裝置100的一個實施例的示意框圖。一般地，聲波致動器110啟動通過氣密密封腔50內(nèi)的流體介質60的聲波112的傳播。聲波112產(chǎn)生在流體介質60中的流體壓力波122，該流體壓力波122由聲波換能器120或接收器檢測。術語聲波112和流體壓力波122兩者都指通