DE4110757A1 - Echtzeit-partikelsensor fuer plattenlaufwerke - Google Patents
Echtzeit-partikelsensor fuer plattenlaufwerkeInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft einen kompakten Echtzeit-
Partikelsensor, der an einem Stell- oder Betätigungsarm
eines Rechnerplattenlaufwerks befestigt werden kann.
Partikelverunreinigung in Rechnerplattenlaufwerksystemen
stellen ernste Zuverlässigkeitsprobleme dar und müssen
minimiert werden. Partikeln, beispielsweise Metallplätt
chen oder -schuppen, die während der Herstellung oder
durch mechanischen Verschleiß während des Betriebes
erzeugt werden können, können die schnell sich drehenden
Platten und die wenige hundert Nanometer über der
Oberfläche der Platten fliegenden Lese- und/oder
Schreibköpfe beschädigen. Eine von Partikeln verursachte
Beschädigung kann zu einem Datenverlust führen.
Folglich ist es erstrebenswert, das Auftreten von
Partikeln an der Oberfläche der Platte oder zwischen
Platten in einem Mehrfachplattenlaufwerk, welche die
kritischsten Bereiche des Plattenlaufwerkes sind, zu
überwachen.
Eine bekannte Technik zum Überwachen des Auftretens von
Partikeln in Plattenlaufwerken oder -antrieben umfassen
das Abtasten des intern umlaufenden Luftstroms des Kopf-
Plattenaufbaus mit einem durch die Luft getragenem
Sensor. Ein solcher Zähler zieht oder saugt etwas von
dieser internen Luft durch einen Laserstrahl derart, daß
ein in dem Luftstrom mitgeführtes und durch den Laser
strahl gehendes Partikel Licht auf Fotodetektoren
streut. Wenn die Luftstromrate und die Partikelzählung
bekannt sind, kann diese Technik die mittlere Partikel
dichte im Luftstrom messen.
Diese bekannte Technik zum Überwachen des Auftretens von
Partikeln in abgedichteten Kopf-Plattenkonstruktionen
weist jedoch ernsthafte Nachteile auf. Der durch die Luft
getragene Sensor liefert eine von der Oberfläche der
Platte und des Kopfes entfernte Messung, so daß die
tatsächliche Partikelzählung an der Plattenoberfläche
nicht bekannt ist und abgeleitet werden muß. Der durch
die Luft getragene Sensor tastet typischerweise nur einen
Kubikfuß oder (0,3048)3m3 Luft pro Minute ab, was in
vielen Fällen eine zu niedrige Abtastrate für die Zählung
einer statistisch signifikanten Anzahl Partikeln ist.
Darüberhinaus ist diese bekannte Technik sehr unempfind
lich für Partikeln mit einem Durchmesser größer als etwa
5 µm. Größere Partikeln bleiben nicht in dem Luftstrom
lange genug mitgeführt, um den entfernten Laserab
tastbereich des durch die Luft getragenen Zählers zu
erreichen.
Gemäß dieser Erfindung ist ein Echtzeit-Partikelsensor
geschaffen, der zum Überwachen von Partikeln in der Nähe
der Oberfläche einer Platte und im Bereich zwischen zwei
Platten konstruiert ist.
Ein Echtzeit-Partikelsensor gemäß einer Ausführungsform
dieser Erfindung umfaßt einen kompakten Laser, welcher
einen Laserstrahl erzeugt, durch welchen zu detektierende
Partikeln passieren müssen, eine Linse zum Kollimieren
des Laserstrahls und einen Strahlunterbrecher zum
Absorbieren des Laserstrahls. Der Sensor ist auf einem
Stell- bzw. Betätigungsarm ähnlich zu dem typischerweise
aus Aluminium bestehenden steifen oder starren Arm
befestigt, der zum Halten der Lese- und/oder Schreibköpfe
benutzt wird und diese in die richtige Position zum Lesen
oder Schreiben von Daten bewegt. Das schmale Maß des
Sensors ermöglicht es ihm, in den Bereich zwischen
benachbarten Platten in einem Plattenstapel oder nahe bei
der Oberfläche einer einzelnen Platte eingepaßt zu
werden. Partikeln werden durch den durch die Rotation der
Platten verursachten Luftstrom durch den Laserstrahl
getragen, so daß sie Licht auf Fotozellen streuen, welche
die zum Detektieren und Zählen der Partikeln benutzten
elektrischen Signale erzeugen.
Da der Sensor auf einem Stellarm befestigt ist, ist der
Laserstrahl voll dem Luftstrom zwischen zwei Platten oder
in der Nähe der Oberfläche einer einzelnen Platte
ausgesetzt, wodurch der Sensor den größtmöglichen
Luftstrom abtasten kann. In der Tat kann ein Sensor gemäß
dieser Erfindung eine Luftabtastrate erreichen, die
typischerweise 15mal höher ist als die mit bekannten
durch die Luft getragene Sensoren erreichbare, wodurch
eine genauere Partikelzählung geliefert wird. Außerdem
bewirkt diese Konfiguration eine minimale Beeinflussung
oder Zerstörung des Luftstroms innerhalb des Plattenlauf
werks.
Der Echtzeit-Partikelsensor nach dieser Erfindung hat
auch die vorteilhafte Eigenschaft, daß der Laserstrahl
sehr nahe an einer Plattenoberfläche plaziert ist. Im
Gegensatz zu bekannten durch die Luft getragenen
Sensoren, die eine entfernte, abgeleitete Partikelzäh
lung an der Plattenoberfläche liefern, liefert dieser
Sensor eine lokale, genauere Partikelzählung an der
Plattenoberfläche. Überdies kann ein Laserstrahl an der
Plattenoberfläche das dortige Auftreten von Partikel in
Echtzeit überwachen, wogegen ein entfernter Partikelzäh
ler Partikeln nur detektieren kann, nachdem sie von der
empfindlichen Plattenoberfläche fortgezogen oder -gesaugt
worden sind.
Der Sensor nach dieser Erfindung hat die zum Überwachen
kleiner Partikeln von weniger als 3 µm Durchmesser
notwendige Empfindlichkeit. Außerdem ermöglicht die
Plazierung des Laserstrahls nahe bei der Platte die
Detektierung größerer Partikeln, die sonst in dem
Luftstrom nicht lange genug mitgeführt bleiben, um den
entfernten Laserabtastbereich des Standes der Technik zu
erreichen.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung
anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen auf einem Stellarm
befestigten Echtzeit-Partikelsensor gemäß einem
Ausführungsbeispiel dieser Erfindung,
Fig. 2 eine Endansicht eines Echtzeit-Partikelsensors
gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Echtzeit-Partikelsensors
gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung,
Fig. 4 ein rechnermodellerzeugtes Diagramm, welches eine
Sensorantwort gegen die Partikelposition des
Sensors dieser Erfindung darstellt und
Fig. 5 ein rechnermodellerzeugtes Diagramm, welches die
Beziehung von Bandbreite und Partikelgeschwindig
keit darstellt.
Die Fig. 1 (nicht im Maßstab) zeigt eine Draufsicht auf
einen Echtzeit-Partikelsensor 1 gemäß einem Ausführungs
beispiel dieser Erfindung, der über einer Platte 20 mit
einem typischen Durchmesser von 12 Inch (12×2,54 cm)
Durchmesser angeordnet ist und sich teilweise über dieser
Platte 20 erstreckt. Bei einem anderen Ausführungsbei
spiel des Sensors 1 kann über der Platte 20 und dem
Sensor 1 eine nichtdargestellte zweite Platte angeordnet
sein. An dem außerhalb des Bereiches direkt über der
Platte 20 sich erstreckenden Abschnitt eines Stellarmes
12 ist eine Kassette 18 befestigt. Der Stellarm 12, der
ähnlich dem zum Halten der Lese- und/oder Schreibköpfe
benutzten Arm ist, besteht typischerweise aus steifem
Aluminium von etwa 10 cm Länge und 2 cm Breite. In der etwa
2 cm langen, 1 cm hohen und 1 cm breiten Kassette sind ein
Laser und eine Linse aufgenommen, die nicht dargestellt
sind. Der Laser ist vorzugsweise eine 50-Milliwatt-
AlGaAs-Laserdiode, die bei einer Wellenlänge von 780
Nanometern arbeitet und in einer kleinen Transistor
größenbaueinheit im Handel erhältlich ist, beispielsweise
von Sony.
Der Laserstrahl 14 ist mit einer einzelnen Gradientenin
dexlinse kollimiert, beispielsweise einer SELFOC CD-
Aufnehmerlinse, wie sie von Nippon Sheet Glass verkauft
wird. Die Linse bildet einen elliptischen Strahl mit
Abmessungen von 2,0 mm zu 0,5 mm. Die Draufsicht nach Fig.
1 zeigt die 0,5 mm Abmessung des Strahls. Die Kassette 18
ist auf dem Stellarm 12 so befestigt, daß der kollimierte
Laserstrahl 14 etwa 1 cm vor und parallel zu dem Arm 12
projeziert ist. Der Laserstrahl 14 trifft einen Strahl
unterbrecher 16, der am fernen Ende des Arms 12 gehalten
ist und wo der Strahl 14 absorbiert wird. Der Strahl
unterbrecher 16 kann ein kleines Stück aus einem mit
einer Antireflexschicht bedeckten, gefärbten Filterglas
sein, das bei der Wellenlänge von 780 Nanometern stark
absorbiert, beispielsweise aus BG-13-Glas, das von der
Schott Glass Corp. 400 York Avenue, Duryea, Pennsylvania
verkauft wird. Elektrische Leitungen für den Laser und
die Fotodetektoren (in den Fig. 2 und 3 gezeigt) sind
aus dem Plattenlaufwerk mit einem flexiblen Kapton-
Schaltkreis 24 herausgebracht.
Die Endansicht des Sensors 1 längs der Linie 2-2 in Fig.
1, die in Fig. 2 gezeigt ist, stellt dar, wie der Sensor
1 zwischen zwei steife Platten 20 und 22 eingepaßt bzw.
eingesetzt ist, und wie der Laserstrahl 14 in den Raum
zwischen diesen Platten projeziert ist. Der Strahl 14
sitzt typischerweise 1 cm vor dem Stellarm. Eine Platten
rotation in einer durch den Pfeil A gezeigten Richtung
bewegt die Luft in dem Raum zwischen den Platten mit
einer Geschwindigkeit, die nahezu gleich der Rotationsge
schwindigkeit der Platten ist, wobei die Luft durch den
Laserstrahl 14 gezwungen wird, wie es durch den Pfeil B
gezeigt ist. Partikeln in dem Luftstrom, die den
Laserstrahl 14 passieren, streuen Licht zu den Fotozellen
26, die kleine Siliziumchip-Fotodioden sein können.
Typischerweise sind 8 Fotozellen 26 in einer Nut 28 auf
der Vorderfläche des Stellarms 12 befestigt. Die
Ausgangssignale aus den Fotozellen 26 werden zum
Detektieren und zur Zählung von Partikeln benutzt.
Die elliptische Form des Laserstrahls 14, wie sie in der
Fig. 2 dargestellt ist, ist in der Fig. 2a gezeigt, in
welcher die lange Achse von 2,0 mm durch die Abmessung h
bezeichnet und die kurze Achse von 0,5 mm durch die
Abmessung w bezeichnet ist. Die lange Achse h des Strahls
ist vorzugsweise senkrecht zur Plattenoberfläche und
deshalb senkrecht zu dem durch die Plattenrotation
verursachten Luftstrom in der Richtung des Pfeiles B. Die
elliptische Form des auf diese Weise positionierten
Laserstrahls 14 maximiert die Größe der Luftströmung
durch ihn. Der Laserstrahl 14 kann im Raum zwischen den
Platten zentriert sein oder er kann näher bei jeder
Plattenoberfläche positioniert werden, indem die
Betätigungsarmkonstruktion auf- oder abwärts bewegt wird.
Diese Wahl der Strahlplazierung ermöglicht es dem
Laserstrahl 14, ein großes Luftvolumen in dem Bereich
abzutasten, in welchem eine Partikelverunreinigung von
größtem Interesse ist.
Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Sensors 1 längs
der Linie 3-3 von Fig. 1. Eine Reihe von 8 Fotozellen 26
sind auf einem flexiblen Kaptonschaltkreis 24 befestigt,
der an die Vorderfläche des Betätigungsarms 12 gebondet
ist. Eine wichtige Eigenschaft eines Sensors gemäß dieser
Erfindung liegt darin, daß er schmal genug ist, um in den
Raum zwischen zwei Platten eines typischen Mehrfachplat
tenlaufwerks zu passen. Die größte vertikale Abmessung
des Sensors, die Abmessung senkrecht zur Ebene der
Plattenoberfläche, ist die Höhe des Stellarms 12 von
0,6 cm. Da der Mitte zu Mitte Abstand eines typischen
Mehrfachplattenstapels üblicherweise größer als 1 cm,
annähernd 2 cm ist, kann in jedem Raum zwischen Platten
eines Mehrfachplattenstapels ein Sensor plaziert werden,
wobei eine Stapelung von Sensoren ermöglicht ist.
Beispielsweise hat ein Stapel von 9 Platten 8 Zwischen
räume, von denen jeder einen Sensor aufnehmen kann, so
daß 8 Sensoren benutzt werden können. Die Verwendung
mehrfacher Sensoren erhöht das Luftvolumen, das überwacht
werden kann, sehr stark, wodurch die Genauigkeit der
Partikelzählung verbessert wird.
Wenn ein von dem durch die Plattenrotation verursachten
Luftstrom getragenes Partikel den Laserstrahl 14
passiert, streut das Partikel das Licht, von dem etwas
die Fotodetektoren 26 erreicht. Die Fotodetektoren 26
erzeugen folglich ein elektrisches Signal, welches durch
eine elektronische Schaltung, beispielsweise eine
Schaltung, wie sie in dem U.S.-Patent 47 39 177 von Peter
Borden beschrieben ist, verarbeitet wird. Auf diese Weise
wird das Auftreten von Partikeln im interessierenden
Bereich überwacht.
Da eine steife Platte nur innerhalb eines Umfangsberei
ches, der sich von ihrem Rand 2,5 bis 3 Inches (2,5×2,54 cm
bis 3×2,54 cm) radial einwärts erstreckt, mit
aktivem Material bedeckt ist, müssen sich der Laserstrahl
14 und der Stellarm 12 nicht bis zum Zentrum der Scheibe
erstrecken, um Partikeln über dem empfindlichsten Bereich
der Platte zu überwachen. Der Sensor 1 einschließlich des
Laserstrahls 14 und der Fotodetektoren 26 braucht sich
nur soweit radial einwärts zu erstrecken, als der aktive
Bereich effektiv ist.
Der Abschnitt des Stellarms 12, der sich über eine
einzelne Platte oder zwischen zwei Platten erstreckt,
bewirkt eine minimale Beeinträchtigung oder Zerrüttung
des Luftstroms in einem Plattenlaufwerk. Die vertikale
Abmessung des Stellarms 12 ist klein im Vergleich zu dem
typischen Zwischenraum zwischen Platten, annähernd 1/3
oder 1/4 dieses Zwischenraums. Luft kann leicht um den
Stellarm 12 fließen, der nur eine geringe Behinderung
darstellt. Da überdies der Laserstrahl 14 relativ zur
Richtung des Luftstroms vor dem Stellarm 12 positioniert
ist, können die Luft und die Partikeln, die sie mögli
cherweise trägt, durch den Laserstrahl 14 hindurchgehen,
bevor sie um den Stellarm 12 herumgelenkt werden.
Das Verhalten oder die Leistung des Sensors ist unter
Verwendung eines Rechnermodells beurteilt worden. Die
Ergebnisse dieser Berechnung sind in der Fig. 4 gezeigt.
Die logarithmische y-Achse dieses Diagramms zeigt die
Stärke des elektrischen Signals in Nanowatt, das von der
Anordnung der auf dem flexiblen Kapton-Schaltkreis 24
befestigten Fotozellen 26 erhalten würde, wenn ein weißes
sphärisches Partikel mit einem Durchmesser von 10 µm durch
einen Punkt des Laserstrahls 14 hindurchgehen würde. Die
Nullposition auf der X-Achse korrespondiert zu der Stelle
längs des Laserstrahls 14 am Ende der Reihe der Fotozel
len 26 nächst dem Laser, wobei die Position längs der
X-Achse entlang der Länge des Strahls vom Laser fort
zunimmt. Positionen kleiner als Null auf der X-Achse
korrespondieren zu Stellen längs des Strahls 14 zwischen
dem Ende der Reihe Fotozellen 26 und dem Laser.
Die Fig. 4 zeigt auch die Stärke, die das Signal haben
muß, um einen Faktor von 2 oder 3 Dezibel (dB) über einem
empirisch bestimmten Rauschpegel von einem Nanowatt zu
liegen und damit meßbar zu sein. Ein elektronischer
Rauschpegel von 1 Nanowatt ist für den elektronischen
Rauschpegel typisch, der mit der elektronischen Standard
schaltung verbunden ist, die beim Partikelsensor 1
verwendet wird. Wie aus der Fig. 4 entnehmbar ist, ist
die Antwort 10 Nanowatt, 5mal über der 3-Dezibel-
Schwelle und 10mal über dem Rauschpegel von 1 Nanowatt,
wenn das Partikel durch den Laserstrahl an der Position
oder Stelle von 7 cm hindurchgeht.
Die Stärke des Signals ist annähernd proportional zum
Quadrat des Durchmessers des Partikels. Auf der Basis der
Fig. 4 würde dann das kleinste Partikel, das mit einer
meßbaren Antwort detektiert werden könnte, einen
Durchmesser von weniger als 3 µm haben. Wenn beispiels
weise ein durch den Laserstrahl an einer zu 3,5 cm in Fig.
4 korrespondierenden Position oder Stelle hindurchgehen
des 10 µm-Partikel ein elektrisches Signal von annähernd
100 Nanowatt erzeugt, erzeugt ein durch den Laserstrahl
an derselben Stelle hindurchgehendes 3 µm-Partikel ein
elektrisches Signal von annähernd 9 Nanowatt. Da ein
Sensor gemäß dieser Erfindung eine Antwort kleiner als 9
Nanowatt messen kann, kann der Sensor ein Partikel mit
einem Durchmesser von weniger als 3 µm detektieren. Um die
größte Empfindlichkeit in Richtung kleiner Partikel über
dem aktiven Bereich einer Platte zu erzielen, ist es
möglich, den Sensor so zu positionieren, daß der Bereich
des Laserstrahls 14, der das stärkste Signal erzeugt,
wenn ihn ein Partikel durchquert, d. h. der Bereich von
2 bis 5 cm in Fig. 4, direkt über dem aktiven Bereich der
Platte ist.
Es ist möglich, das Luftvolumen pro Minute abzuschätzen,
das durch einen Sensor gemäß dieser Erfindung abgetastet
werden kann. Die Luftgeschwindigkeit im Bereich zwischen
zwei Platten ist annähernd gleich der Rotationsgeschwin
digkeit der Platten. Wenn die Platten einen Radius von 6
Inch (6×2,54 cm) haben und sich mit 3600 Umdrehungen pro
Minute drehen, tastet ein Laserstrahl mit einer Länge von
5 cm und einer vertikalen Abmessung h von 2 mm annähernd 15
Kubikfuß Luft pro Minute ab. In einem Plattenlaufwerk mit
9 Platten können bei Verwendung von 8 Sensoren 120
Kubikfuß Luft pro Minute abgetastet werden. Im Vergleich
dazu tasten bekannte durch die Luft getragene Sensoren
nur ein Kubikfuß Luft pro Minute an einem Punkt ab, der
von dem Raum zwischen den Platten gut entfernt ist.
Eine andere wichtige Eigenschaft eines Sensors gemäß
dieser Erfindung ist seine Empfindlichkeit in Richtung
Partikeln mit einer hohen Geschwindigkeit, wie sie zum
Abtasten eines großen Luftvolumens pro Minute, wie es
oben beschrieben ist, notwendig ist. Je kürzer die Zeit
ist, die ein Partikel zum Durchqueren eines Laserstrahls
braucht, desto kürzer ist der Impuls des gestreuten
Lichts, das erzeugt wird, und desto größer ist deshalb
die Frequenz oder Bandbreite des erzeugten elektrischen
Signals. Da der Rauschpegel dieses Signals proportional
zur Quadratwurzel der Bandbreite ist, gilt, desto kürzer
die Zeit ist, die ein Partikel beim Durchqueren eines
Laserstrahls braucht, desto größer ist der Rauschpegel
des erzeugten Signals. Folglich ist jeder beliebige
Partikelsensor inhärent weniger empfindlich für Partikeln
mit einer hohen Geschwindigkeit.
Die Fig. 5 ist ein durch ein Rechnermodell erzeugtes
Diagramm der Bandbreite in Kilohertz gegen die Partikel
geschwindigkeit in Metern pro Sekunde für Strahlbreiten
w, die Strahlachse parallel zur Luftstromrichtung, im
Bereich von 0,1 mm bis 3 mm. Das Diagramm illustriert, daß
ein schneller sich bewegendes Partikel ein elektrisches
Signal mit einer größeren Bandbreite erzeugt und deshalb
mehr Rauschen, weil der Rauschpegel proportional zur
Quadratwurzel der Bandbreite ist. Das Diagramm illu
striert auch, daß eine größere Strahlbreite jedoch diesen
Effekt kompensieren und die Bandbreite und dadurch den
Rauschpegel herabsetzen kann.
Um den inhärenten Nachteil der erniedrigten Empfindlich
keit für Partikeln mit hoher Geschwindigkeit zu bekämp
fen, stellt der Partikelsensor nach dieser Erfindung
einen relativ großen Strahl bereit, so daß die detektier
ten Partikel mehr Zeit zum Durchqueren des Strahls haben.
Eine Strahlbreite w von 0,5 mm liefert einen befriedigen
den Rauschpegel für den Sensor dieser Erfindung. Ein
elliptischer Strahl liefert einen Tradeoff oder Kompromiß
bei der Bestimmung der vorteilhaftesten Strahlabmessun
gen. Eine lange Achse h senkrecht zu den Platten tastet
ein größeres Luftvolumen ab, während eine lange Achse
parallel zu den Platten einen breiteren Strahl für die
durchquerenden Partikeln liefert.
Aufgrund seiner kompakten Größe und Abmessungen und
billigen Herstellungskosten ist ein Echtzeit-Partikelsen
sor gemäß dieser Erfindung für die Massenfertigung und
die Verwendung im hohen Volumen praktisch oder anwendbar.
Beispielsweise kann der Sensor dazu benutzt werden, eine
Zunahme in der Verunreinigung innerhalb einer abgedich
teten Plattenlaufwerkeinheit zu detektieren. Dies kann
eine Warnung oder einen Alarm für Leistungs- oder
Betriebsprobleme sein, bevor sie in einem Datenverlust
resultieren.
Durch die Erfindung ist ein Echtzeit-Partikelsensor
geschaffen, der Partikeln nahe der Oberfläche einer
Platte in einem Rechnerplattenlaufwerksystem im Bereich
zwischen Platten in einem Mehrfachplattenstapel über
wachen kann. Ein Laser und eine Linse sind in einer
kompakten Kassette aufgenommen, die auf einem Stellarm
einer Platte befestigt ist. Ebenfalls auf dem Stellarm
befestigte Fotozellen detektieren von dem Laserstrahl
passierenden Partikeln gestreutes Licht und erzeugen so
ein zur Zählung der detektierten Partikeln benutztes
elektrisches Signal. Die schmale Größe des Sensors
ermöglicht es, daß in jeden der Bereiche zwischen
benachbarten Platten eines Plattenstapels oder in der
Nähe der Oberfläche einer einzelnen Platte ein separater
Sensor eingefügt werden kann.
Claims (12)
1. Partikelsensor (1) für ein Rechnerplattenlaufwerk,
gekennzeichnet durch,
- - einen Arm (12),
- - eine an oder auf dem Arm (12) vorgesehene Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtstrahls (14) hoher Inten sität, und
- - eine auf dem Arm (12) befestigte Fotosensoreinrich tung zum Abtasten gestreuten Lichts, wenn Partikel durch den Lichtstrahl (14) gehen.
2. Partikelsensor nach Anspruch 1,
wobei die vertikalen Abmessungen des Sensors (1) derart
sind, daß ein Abschnitt des Sensors (1) zwischen zwei
Platten (20, 22) des Plattenlaufwerkes einfügbar ist, wenn
die Platten (20, 22) für einen Betrieb richtig gestapelt
sind.
3. Partikelsensor nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die größte vertikale Abmessung des Sensors (1)
kleiner als 2 cm ist.
4. Partikelsensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die auf dem Arm (12) befestigte Einrichtung zum
Erzeugen des Lichtstrahls (14) hoher Intensität ein eine
Quelle des Lichtstrahls (14) und eine Linse zum Kolli
mieren des Lichtstrahls (14) umfassendes Gehäuse (18)
aufweist.
5. Partikelsensor nach Anspruch 4,
wobei die Linse einen elliptisch geformten Lichtstrahl
(14) mit einer Höhe h und einer Breite w erzeugt.
6. Partikelsensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4,
wobei die größte vertikale Abmessung des Sensors (1)
kleiner als 1 cm ist.
7. Partikelsensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Fotosensoreinrichtung mehrere Fotodioden (26)
aufweist.
8. Partikelsensor nach Anspruch 7, wobei
- - der Arm (12) eine Längsachse aufweist,
- - die auf dem Arm (12) befestigte Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtstrahls (14) hoher Intensität derart angeordnet ist, daß sich der Strahl (14) parallel zur Längsachse des Arms (12) ausbreitet, und
- - die Fotodioden (26) in einer Reihe längs des parallel zum Strahl (14) sich erstreckenden Arms (12) angeordnet sind.
9. Partikelsensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der Arm (12) ein Stellarm einer Art ist, die zum
Halten von Schreib- und/oder Leseköpfen benutzt ist.
10. Partikelsensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Einrichtung zum Erzeugen des Lichtstrahls (14)
hoher Intensität eine Laserdiode ist.
11. Partikelsensor nach Anspruch 8,
wobei der Strahl (14) durch den Arm (12) unverschlossen
ist, wobei der Arm (12) die Partikel daran hindert, den
Strahl (14) in nur einer Richtung zu queren.
12. Partikelsensor nach Anspruch 11,
wobei auf dem Arm (12) ein Strahlunterbrecher (16)
befestigt ist.
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JP2529661B2 (ja) * | 1993-08-20 | 1996-08-28 | アネルバ株式会社 | 粒子検出装置 |
US5534706A (en) * | 1994-03-07 | 1996-07-09 | High Yield Technology, Inc. | Particle monitor for throttled pumping systems |
EP1432972A1 (de) * | 2001-09-07 | 2004-06-30 | Inficon, Inc. | Signalverarbeitungsverfahren zur in-situ-teilchenüberwachung mit einem gescannten strahl |
US7203020B1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-10 | Western Digital Technologies, Inc. | System and method for particle monitoring for a head disk assembly to detect a head disk interface event |
US9275969B2 (en) | 2012-12-17 | 2016-03-01 | Intel Corporation | Optical interconnect on bumpless build-up layer package |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1206169B (de) * | 1961-05-16 | 1965-12-02 | Fruengel Frank Dr Ing | Verfahren zur Sichtweitenmessung unter Einwirkung vollen Tageslichtes |
US4571079A (en) * | 1983-12-29 | 1986-02-18 | Particle Measuring Systems, Inc. | Aerosol sampling device and method with improved sample flow characteristics |
US4685802A (en) * | 1984-04-11 | 1987-08-11 | Hitachi, Ltd. | Small particle detection system |
US4739177A (en) * | 1985-12-11 | 1988-04-19 | High Yield Technology | Light scattering particle detector for wafer processing equipment |
US4804853A (en) * | 1987-04-23 | 1989-02-14 | High Yield Technology | Compact particle flux monitor |
US4896048A (en) * | 1988-05-27 | 1990-01-23 | High Yield Technology | Scattering-type particle detection device for use in high temperature process chambers |
US4920275A (en) * | 1988-12-30 | 1990-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Particle measuring device with elliptically-shaped scanning beam |
-
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-
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Also Published As
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