Rozdíl mezi ultrazvukovou frekvencí a výkonem

Úvod do ultrazvukové frekvence:

Frekvence ultrazvuku je počet, kolikrát je periodická změna dokončena za jednotku času, a je to veličina, která popisuje frekvenci periodického pohybu. Běžně je reprezentován symbolem f s jednotkou jedna sekunda a symbolem s-1. Na památku přínosu německého fyzika Hertze lidé pojmenovali jednotku frekvence Hertz, zkráceně „Hertz“, se symbolem Hz. Každý objekt má frekvenci nezávislou na amplitudě určenou jeho vlastními vlastnostmi, která se nazývá vlastní frekvence. Pojem frekvence se nepoužívá pouze v mechanice a akustice, ale běžně se používá také v elektromagnetické, optice a rádiové technice.

Doba potřebná k tomu, aby částice v médiu jednou oscilovala tam a zpět v rovnovážné poloze, se nazývá perioda, vyjádřená v T a měřená v sekundách (s); Počet, kolikrát částice dokončí svou vibraci během 1 sekundy, se nazývá frekvence, reprezentovaná f, v cyklech za sekundu, také známá jako Hertz (Hz). Perioda a frekvence mají vzájemný vztah, vyjádřený následovně: f=1/T

Vlnová délka ultrazvuku v médiu (λ) Vztah mezi frekvencí je: c= λ F

Ve vzorci je c rychlost zvuku, m/s; λ je vlnová délka, m; F je frekvence, Hz.

Je vidět, že pro určité médium je rychlost šíření ultrazvuku v něm konstantní. Čím vyšší je frekvence ultrazvuku, tím kratší je vlnová délka; naopak, čím nižší je frekvence ultrazvuku, tím delší je vlnová délka.

Úvod do ultrazvukové energie:

Výkon ultrazvuku se týká množství práce vykonané objektem za jednotku času, to znamená, že výkon je fyzikální veličina, která popisuje rychlost vykonané práce. Množství práce je pevně dané a čím kratší čas, tím větší hodnota výkonu. Vzorec pro výpočet výkonu je: výkon=práce/čas. Výkon je fyzikální veličina, která charakterizuje rychlost vykonané práce. Práce vykonaná za jednotku času se nazývá výkon, vyjádřený v P.

Během procesu přenosu ultrazvuku, když je ultrazvuk přenášen do předtím stacionárního média, způsobí, že částice média vibrují tam a zpět v blízkosti rovnovážné polohy, což má za následek stlačení a expanzi v médiu. Dá se říci, že ultrazvuk umožňuje médiu získat vibrační kinetickou energii a deformační potenciální energii. Zvuková energie získaná médiem v důsledku ultrazvukového rušení je součtem kinetické energie vibrací a deformační potenciální energie.

Jak se šíří ultrazvuk v médiu, šíří se i energie. Vezmeme-li malý objemový prvek (dV) ve zvukovém poli, nechť původní objem média je Vo, tlak je po a hustota je ρ {{0}} Získaná kinetická energie Δ Ek objemovým prvkem (dV) v důsledku ultrazvukových vibrací; △ Ek=( ρ 0 Vo) u2/2

△ Ek je kinetická energie, J; U je rychlost částice, m/s; ρ 0 je střední hustota, kg/m3; Vo je původní objem, m3.

Jednou z důležitých vlastností ultrazvuku je jeho síla, která je mnohem silnější než běžné zvukové vlny. To je jeden z důležitých důvodů, proč může být ultrazvuk široce používán v mnoha oborech.

Když ultrazvukové vlny dosáhnou určitého média, molekuly média se působením ultrazvukových vln rozkmitají a frekvence jejich vibrací je stejná jako frekvence ultrazvukových vln. Frekvence molekulárních vibrací média určuje rychlost vibrací a čím vyšší frekvence, tím vyšší je rychlost. Energie získaná molekulami média v důsledku vibrací není vztažena pouze k hmotnosti molekul média, ale také přímo úměrná druhé mocnině rychlosti vibrací molekul média. Čím vyšší je frekvence ultrazvuku, tím vyšší je energie získaná molekulami média. Frekvence ultrazvuku je mnohem vyšší než u běžných zvukových vln, takže ultrazvuk může dát středním molekulám hodně energie, zatímco běžné zvukové vlny mají na střední molekuly malý vliv. Jinými slovy, ultrazvuk má mnohem větší energii než zvukové vlny a může poskytnout dostatečnou energii molekulám média.

Rozdíl mezi frekvencí a výkonem ultrazvuku:

Frekvence a síla ultrazvuku jsou dva klíčové parametry pro měření jeho výkonu. Z makro pohledu výkon určuje intenzitu a propustnost ultrazvuku, zatímco frekvence určuje hloubku a rozlišení pronikání ultrazvuku.

Čím vyšší frekvence, tím kratší vlnová délka, tím silnější průnik, ale větší výkon, který může produkovat silnější zvukovou energii. V aplikacích je ultrazvuk používaný v lékařské oblasti převážně nízkovýkonový a vysokofrekvenční, který lze použít pro ultrazvukové vyšetření a léčbu; Ultrazvukové vlny používané v průmyslové oblasti jsou především vysoce výkonné a vysokofrekvenční, které lze použít pro zpracování, čištění, měření atd. Frekvence a síla ultrazvuku jsou dva klíčové ukazatele výkonu ultrazvuku. Výběr vhodných parametrů ultrazvuku může lépe splnit požadavky aplikace.