Diferența dintre frecvența ultrasunetelor și putere

Introducere în frecvența ultrasonică:

Frecvența ultrasunetelor este de câte ori se realizează o schimbare periodică pe unitatea de timp și este o cantitate care descrie frecvența mișcării periodice. Este reprezentat în mod obișnuit de simbolul f, cu o unitate de o secundă și un simbol de s-1. În comemorarea contribuției fizicianului german Hertz, oamenii au numit unitatea de frecvență Hertz, prescurtată ca „Hertz”, cu simbolul Hz. Fiecare obiect are o frecvență independentă de amplitudine determinată de propriile sale proprietăți, care se numește frecvență naturală. Conceptul de frecvență nu este aplicat numai în mecanică și acustică, ci și utilizat în mod obișnuit în electromagnetică, optică și tehnologia radio.

Timpul necesar pentru ca o particulă din mediu să oscileze înainte și înapoi în poziția de echilibru o dată se numește perioadă, exprimată în T și măsurată în secunde (s); Numărul de ori când o particulă își finalizează vibrația în decurs de 1 secundă se numește frecvență, reprezentată de f, în cicluri pe secundă, cunoscută și sub numele de Hertz (Hz). Perioada și frecvența au o relație reciprocă între ele, exprimată astfel: f=1/T

Lungimea de undă a ultrasunetelor în mediu( λ) Relația dintre frecvență este: c= λ F

În formula, c este viteza sunetului, m/s; λ este lungimea de undă, m; F este frecvența, Hz.

Se poate observa că pentru un anumit mediu, viteza de propagare a ultrasunetelor în acesta este constantă. Cu cât frecvența ultrasunetelor este mai mare, cu atât lungimea de undă este mai scurtă; invers, cu cât frecvența ultrasunetelor este mai mică, cu atât lungimea de undă este mai mare.

Introducere în puterea ultrasonică:

Puterea ultrasunetelor se referă la cantitatea de muncă efectuată de un obiect pe unitatea de timp, adică puterea este o mărime fizică care descrie viteza muncii efectuate. Cantitatea de muncă este fixă ​​și cu cât timpul este mai scurt, cu atât valoarea puterii este mai mare. Formula pentru calcularea puterii este: putere=muncă/timp. Puterea este o mărime fizică care caracterizează viteza muncii efectuate. Munca efectuată pe unitatea de timp se numește putere, exprimată în P.

În timpul procesului de transmitere a ultrasunetelor, atunci când ultrasunetele sunt transmise într-un mediu anterior staționar, acestea determină particulele mediului să vibreze înainte și înapoi în apropierea poziției de echilibru, rezultând comprimarea și expansiunea mediului. Se poate spune că ultrasunetele permit mediului să obțină energie cinetică vibrațională și energie potențială de deformare. Energia sonoră obținută de mediu datorită perturbației ultrasonice este suma energiei cinetice de vibrație și a energiei potențiale de deformare.

Pe măsură ce ultrasunetele se propagă într-un mediu, se propagă și energia. Dacă luăm un element de volum mic (dV) în câmpul sonor, să fie volumul inițial al mediului Vo, presiunea po, iar densitatea ρ {{0}} Energia cinetică Δ Ek obținută de elementul de volum (dV) datorită vibrației ultrasonice; △ Ek=( ρ 0 Vo) u2/2

△ Ek este energia cinetică, J; U este viteza particulei, m/s; ρ 0 este densitatea medie, kg/m3; Vo este volumul original, m3.

O caracteristică importantă a ultrasunetelor este puterea sa, care este mult mai puternică decât undele sonore obișnuite. Acesta este unul dintre motivele importante pentru care ultrasunetele pot fi utilizate pe scară largă în multe domenii.

Când undele ultrasonice ajung într-un anumit mediu, moleculele mediului vibrează datorită acțiunii undelor ultrasonice, iar frecvența lor de vibrație este aceeași cu frecvența undelor ultrasonice. Frecvența vibrației moleculare a mediului determină viteza de vibrație, iar cu cât frecvența este mai mare, cu atât viteza este mai mare. Energia obținută de moleculele medii datorită vibrației nu este legată doar de masa moleculelor medii, ci și direct proporțională cu pătratul vitezei de vibrație a moleculelor medii. Deci, cu cât frecvența ultrasunetelor este mai mare, cu atât energia obținută de moleculele medii este mai mare. Frecvența ultrasunetelor este mult mai mare decât cea a undelor sonore obișnuite, astfel încât ultrasunetele pot oferi moleculelor medii multă energie, în timp ce undele sonore obișnuite au un efect redus asupra moleculelor medii. Cu alte cuvinte, ultrasunetele au o energie mult mai mare decât undele sonore și pot furniza energie suficientă moleculelor medii.

Diferența dintre frecvența și puterea ultrasunetelor:

Frecvența și puterea ultrasunetelor sunt doi parametri cheie pentru măsurarea performanței acestuia. Dintr-o perspectivă macro, puterea determină intensitatea și permeabilitatea ultrasunetelor, în timp ce frecvența determină adâncimea și rezoluția pătrunderii ultrasunetelor.

Cu cât frecvența este mai mare, cu atât lungimea de undă este mai mică, cu atât penetrarea este mai puternică, dar cu atât puterea este mai mare, care poate produce o energie sonoră mai puternică. În aplicații, ultrasunetele utilizate în domeniul medical sunt în principal de putere mică și de înaltă frecvență, care pot fi utilizate pentru examinarea și tratamentul cu ultrasunete; Undele ultrasonice utilizate în domeniul industrial sunt în principal de mare putere și de înaltă frecvență, care pot fi utilizate pentru procesare, curățare, măsurare etc. Frecvența și puterea ultrasunetelor sunt doi indicatori cheie ai performanței ultrasunetelor. Alegerea parametrilor de ultrasunete adecvați poate îndeplini mai bine cerințele aplicației.