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Acoustic-Emission-Signal-Messungen

 

Die Schreib-/Leseköpfe einer Festplatte fliegen in sehr geringer Höhe (0,2 [µm]) auf einem aerodynamischen Luftpolster über die Platte. Bei transienten Vorgängen wie z. B. Hochlauf und Auslauf der Spindel kommt es dabei gelegentlich zum Aufschlagen des Kopfes auf die Platte. Dieser Vorgang führt je nach Stärke des Aufpralls zu Headcrashes. Headcrashtester, basierend auf einer einzelnen, in einen Prüfstand eingespannten Platte, haben den wesentlichen Nachteil, den realen mechanischen Randbedingungen eines Festplattenspeichers nicht genügend Rechnung zu tragen.

Mit der hier vorgestellten Methode kann der Vorgang des Abhebens und Aufsetzens der Köpfe auf der Platte in Festplattenumgebung als Abnahmekontrolle getestet werden. Hierzu werden die Körperschallschwingungen des Festplattengehäuses über einen Sensor (B&K 8314) erfasst und bis in den 100 [kHz] Bereich als Acoustic Emission Signal ausgewertet. Damit lässt sich das Abheben und Aufsetzen der Köpfe exakt detektieren (oberes Bild).

Die Auswertung der Zeitsignale liefert bei Anwendung des Maximum Entropie-Verfahrens mit I-DEAS Test zeitvariante Spektralanalysen dieser transienten Vorgänge. Die Ergebnisse sind zeitabhängige Spektren, wie im mittleren Bild dargestellt. Man erkennt hierbei deutlich die höhere dynamische Energie beim Aufsetzen der Köpfe im 80 [kHz] Bereich gegenüber dem Abheben. Für den 37 [kHz] und 47 [kHz] Bereich gilt dies ebenfalls (unteres Bild).

Begleitende FEM-Berechnungen zeigten, dass die dabei auftretenden Frequenzen die Eigenschwingungen wie Nicken und Vertikalhub der Schreib-/Leseköpfe repräsentieren. Hierbei konnte festgestellt werden, dass Partikel, deren Durchmesser etwa 80% bis 120% der Flughöhe des Kopfes entspricht, bevorzugt Headcrashes auslösen.

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AES Korrelation

Korrelation von Drehzahl und AES im Zeitbereich

AES Wasserfalldiagramm

Wasserfalldiagramm des AES

AES Wasserfalldiagramm

Frequenzdarstellung des AES

© ISMB Dautermann GmbH