MRI影响了周围的IOS设备吗?

一位来自伊利诺伊州Morris医院的系统管理员在Reddit讲述了这样一个故事。

这可能是我IT生涯中遇到的最奇怪的问题,我们新安装了一台MRI(核磁共振成像仪),但在测试时好像出了些问题,我们在测试当天晚些时候接到了一些来自大学的电话,声称他们的手机在测试MRI后全都不能正常工作。我立刻想到一定是MRI在工作时产生了电磁脉冲,在这种情况下我们可能会有很大的麻烦。我们仍在等待GE(通用电气公司)的回复,这是我们DR(数据缓存器)的所在地,我的老板和CTO(首席技术官)都吓坏了,于是让我们去确保数据中心的正常运行。当我们走出去后发现,这个问题只出现在IOS设备上,iPad, iPhone, Apple Watch都被彻底损毁。但是我们的其他设备都完好无损,对于一个巨大的超导电磁铁能做到这一点我毫不惊奇,但让我感到意外的是他只会影响Apple的产品。目前我们有大概40名用户受到了影响,他们会在今晚收到全新的设备。GE声称氦气会对IOS设备产生影响,那也太没道理了,我知道氦气被用作为超导磁体的冷却剂,但它为什么只会影响Apple的设备呢。

我发现氦气的泄漏是在新磁铁被提升的时候发生的。在5小时之内大概有120L液氦泄露。我们确定当时有一个正在工作的排风扇,但肯定有泄露。MRI室并没有一个独立的空调回路,所以它与其它大部分设施共用空气。我们不知道120升液氦中有多少被排出了室外,又有多少留在了室内。当氦从液体膨胀到气体时,它会膨胀约750倍,所以这是大量的氦(90,000立方米的氦气)。

来自Ifixit.org的Kyle Wiens对此现象做出了解释

这些受影响的设备在事件发生后慢慢恢复,但并没有完全恢复。我们确实有一些异常的设备。事件发生后,一部iPhone出现了严重的问题,一部分Apple Watch仍然可以工作,但触摸屏无法正常使用。他按设备型号进行了一些分类,“受影响的iPhone和Apple手表的型号是iPhone 6及更高版本,以及Apple Watch Series 0及更高版本。我们知道建筑物中只有一部iPhone 5并没有受影响。

这引起了Kyle的兴趣,他向一些制造MEMS芯片的朋友求援。这些微机电系统是世界上最小的机械设备之一。每部手机都配有陀螺仪和带有微米级元件的加速度计。他最初的理论是氦分子小到足以进入这些真空密封芯片中并干扰机械工作。但这个理论存在两个问题:一,苹果并不是唯一一个使用MEMS陀螺仪的公司,每部手机里都会装陀螺仪,为什么Android手机没有受到影响?也许iOS中有这样一个错误,当它从陀螺仪中获取错误数据时会导致崩溃?但这个漏洞也同样影响了使用WatchOS 的Apple Watch,。此外,早于6代的iPhone也没有受到影响。这似乎不太可能是iOS和WatchOS的新软件错误。

所以还可能是什么原因呢?每个电子设备的核心都是时钟,通常,这些是quartz oscillators(石英振荡器),晶体可以以特定的32hz频率震动。没有了时钟,系统处于静止状态,CPU不进行输出。但石英振荡器存在一些问题,为了寻求更小和更稳定的部件,Apple最近开始使用SiTime公司生产的MEMS timing oscillators(MEMS定时振荡器)来代替石英元件。具体来说,他们正在使用Sit512,这是世界上体积最小,功耗最低的32 kHz振荡器。如果MEMS器件容易受到氦气侵入,那这可能就是我们的罪魁祸首!


MEMS陀螺仪内部

一个失效的振荡器所能引发的事故与Erik遇到的情况相似,他在实验中重现了这些状况,“我把一个iPhone 8 Plus放在一个装满了氦气的密封袋里。这与现实情况并不相符,因为最初的iPhone暴露在了更低的氦气浓度下,但它仍然支持氦气可以使该设备失效的理论。在视频中,我将屏幕打开并运行秒表。手机在大约8分20秒锁定。没有什么别的事发生,只是时钟停止了。”


通过电子显微镜看到的MEMS振荡器

我能够在我们的实验室重复他的实验。我的iPhone 8关机之前在氦气中坚持了大约四分钟。

果然,Apple的iPhone和Apple Watch的用户指南承认这是一个问题:“将iPhone暴露在含有高浓度工业化学品的环境中,包括暴露在近乎蒸发的液化气体如氦气中,可能会损害iPhone。...如果您的设备受到影响并有未打开电源的迹象,通常情况下设备可以恢复。将设备与充电线缆断开连接,让其通风约一周。氦气必须完全从器件中消散,器件电池应在此过程中完全放电。  一周后,将设备直接插入电源适配器,然后充电一小时。然后可以再次打开设备。”

众所周知,氢和氦很难控制,因为它们的分子很小。看起来这是SiTime一直在努力解决的问题。我在他们的常见问题解答中发现了这一点。

“MEMS振荡器的气密密封效果如何?”

“前几代EpiSeal谐振器可能会受大量小分子气体的影响。较新的EpiSeal谐振器不受所有小分子气体的影响。如果您计划在高浓度的小分子气体中使用SiTime设备,请联系SiTime,以便我们可以推荐一个合适的对此免疫的元件。”

我很好奇这是否会影响其他类型的MEMS设备,所以我联系了InvenSense Motion,这是在Pixel 3中制作图像稳定芯片的公司。他们的企业营销高级总监David Almoslino证实了这一点。他告诉我他们的产品“可能对氦气有些敏感。Helium can diffuse through the fusion bond oxide and cause the cavity pressure to increase(氦可以通过熔融粘结氧化物扩散并导致腔压增加)。在我们的压力传感器中,氦气的侵入会导致绝对精度的暂时降低。在我们的陀螺仪传感器中,氦气会导致偏移漂移,并可能导致振荡暂时停止。在任何的加速度传感器中,氦气都有非常小的影响。一旦从氦气环境中移除,我们所有的部件都会恢复正常。”

当然,之前你从未听过这种说法是因为这种情况非常罕见。但硅芯片的制造商已经意识到这一点并尽其所能来尽量减少这个问题所带来的影响。David告诉我:“氦气泄漏测试是大多数公司进行的标准MEMS测试。”

就是这样了!就像一粒极小的沙子一样,氦分子足够小,可以进入设备,停止时钟,并暂时将手机变成paperweight(镇纸)。

译自 :

www.reddit.com/r/sysadmin/comments/9mk2o7/mri_disabled_every_ios_device_in_facility/

ifixit.org/blog/11986/iphones-are-allergic-to-helium/

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