Introducció a la freqüència ultrasònica:
La freqüència d'ultrasò és el nombre de vegades que es completa un canvi periòdic per unitat de temps, i és una quantitat que descriu la freqüència del moviment periòdic. Normalment es representa amb el símbol f, amb una unitat d'un segon i un símbol de s-1. En commemoració de la contribució del físic alemany Hertz, la gent va anomenar la unitat de freqüència Hertz, abreujada com a "Hertz", amb el símbol Hz. Cada objecte té una freqüència independent de l'amplitud determinada per les seves pròpies propietats, que s'anomena freqüència natural. El concepte de freqüència no només s'aplica en mecànica i acústica, sinó que també s'utilitza habitualment en electromagnètica, òptica i tecnologia de ràdio.
El temps necessari perquè una partícula del medi oscil·li cap endavant i cap enrere a la posició d'equilibri una vegada s'anomena període, expressat en T, i mesurat en segons (s); El nombre de vegades que una partícula completa la seva vibració en 1 segon s'anomena freqüència, representada per f, en cicles per segon, també coneguda com Hertz (Hz). El període i la freqüència tenen una relació recíproca entre si, expressada de la següent manera: f=1/T
La longitud d'ona dels ultrasons en el medi ( λ) La relació entre la freqüència és: c= λ F
A la fórmula, c és la velocitat del so, m/s; λ És la longitud d'ona, m; F és la freqüència, Hz.
Es pot veure que per a un determinat medi, la velocitat de propagació dels ultrasons en ell és constant. Com més gran sigui la freqüència d'ultrasons, més curta serà la longitud d'ona; per contra, com més baixa sigui la freqüència d'ultrasons, més llarga serà la longitud d'ona.
Introducció a la potència ultrasònica:
La potència dels ultrasons fa referència a la quantitat de treball realitzat per un objecte per unitat de temps, és a dir, la potència és una magnitud física que descriu la velocitat del treball realitzat. La quantitat de treball és fixa i com més curt sigui el temps, més gran serà el valor de la potència. La fórmula per calcular la potència és: potència=treball/temps. La potència és una magnitud física que caracteritza la velocitat del treball realitzat. El treball realitzat per unitat de temps s'anomena potència, expressada en P.
Durant el procés de transmissió d'ultrasons, quan l'ultrasò es transmet a un medi prèviament estacionari, fa que les partícules del medi vibrin cap endavant i cap enrere prop de la posició d'equilibri, donant lloc a compressió i expansió en el medi. Es pot dir que els ultrasons permeten al medi obtenir energia cinètica vibratòria i energia potencial de deformació. L'energia sonora obtinguda pel medi a causa de la pertorbació ultrasònica és la suma de l'energia cinètica de vibració i l'energia potencial de deformació.
A mesura que els ultrasons es propaguen en un medi, l'energia també es propaga. Si prenem un element de petit volum (dV) en el camp sonor, deixem que el volum original del medi sigui Vo, la pressió po i la densitat sigui ρ {{0}} L'energia cinètica Δ Ek obtinguda per l'element de volum (dV) a causa de la vibració ultrasònica; △ Ek=( ρ 0 Vo) u2/2
△ Ek és l'energia cinètica, J; U és la velocitat de la partícula, m/s; ρ 0 és la densitat mitjana, kg/m3; Vo és el volum original, m3.
Una característica important dels ultrasons és la seva potència, que és molt més potent que les ones sonores ordinàries. Aquesta és una de les raons importants per les quals l'ecografia es pot utilitzar àmpliament en molts camps.
Quan les ones ultrasòniques arriben a un determinat medi, les molècules del medi vibren a causa de l'acció de les ones ultrasòniques i la seva freqüència de vibració és la mateixa que la freqüència de les ones ultrasòniques. La freqüència de la vibració molecular del medi determina la velocitat de vibració, i com més gran sigui la freqüència, més gran serà la velocitat. L'energia obtinguda per les molècules mitjanes a causa de la vibració no només està relacionada amb la massa de les molècules mitjanes, sinó també directament proporcional al quadrat de la velocitat de vibració de les molècules mitjanes. Així, com més gran sigui la freqüència d'ultrasons, més gran serà l'energia obtinguda per les molècules mitjanes. La freqüència dels ultrasons és molt superior a la de les ones sonores ordinàries, de manera que els ultrasons poden donar molta energia a les molècules mitjanes, mentre que les ones sonores ordinàries tenen poc efecte sobre les molècules mitjanes. En altres paraules, els ultrasons tenen una energia molt més gran que les ones sonores i poden proporcionar suficient energia a les molècules mitjanes.
La diferència entre la freqüència i la potència dels ultrasons:
La freqüència i la potència dels ultrasons són dos paràmetres clau per mesurar el seu rendiment. Des d'una perspectiva macro, la potència determina la intensitat i la permeabilitat dels ultrasons, mentre que la freqüència determina la profunditat i la resolució de la penetració dels ultrasons.
Com més gran sigui la freqüència, més curta serà la longitud d'ona, més forta serà la penetració, però més gran serà la potència, que pot produir una energia sonora més forta. En aplicacions, els ultrasons utilitzats en el camp mèdic són principalment de baixa potència i alta freqüència, que es poden utilitzar per a l'examen i el tractament d'ultrasons; Les ones ultrasòniques utilitzades en l'àmbit industrial són principalment d'alta potència i alta freqüència, que es poden utilitzar per processar, netejar, mesurar, etc. La freqüència i la potència dels ultrasons són dos indicadors clau del rendiment dels ultrasons. L'elecció dels paràmetres d'ecografia adequats pot satisfer millor els requisits de l'aplicació.
