Skillnaden mellan ultraljudsfrekvens och effekt

Introduktion till ultraljudsfrekvens:

Frekvensen av ultraljud är antalet gånger en periodisk förändring genomförs per tidsenhet, och det är en kvantitet som beskriver frekvensen av periodisk rörelse. Det representeras vanligtvis av symbolen f, med en enhet på en sekund och en symbol för s-1. Till minne av den tyska fysikern Hertz' bidrag, namngav människor enheten för frekvens Hertz, förkortad som "Hertz", med symbolen Hz. Varje objekt har en frekvens som är oberoende av amplituden som bestäms av dess egna egenskaper, vilket kallas naturlig frekvens. Begreppet frekvens används inte bara inom mekanik och akustik, utan används också ofta inom elektromagnetik, optik och radioteknik.

Den tid som krävs för en partikel i mediet att svänga fram och tillbaka i jämviktsposition en gång kallas perioden, uttryckt i T, och mätt i sekunder (s); Antalet gånger en partikel fullbordar sin vibration inom 1 sekund kallas frekvens, representerad av f, i cykler per sekund, även känd som Hertz (Hz). Perioden och frekvensen har ett ömsesidigt förhållande till varandra, uttryckt enligt följande: f=1/T

Våglängden för ultraljud i mediet( λ) Förhållandet mellan frekvens är: c= λ F

I formeln är c ​​ljudets hastighet, m/s; λ Är våglängden, m; F är frekvensen, Hz.

Det kan ses att för ett visst medium är utbredningshastigheten för ultraljud i det konstant. Ju högre ultraljudsfrekvens, desto kortare våglängd; omvänt, ju lägre ultraljudsfrekvens, desto längre våglängd.

Introduktion till ultraljudskraft:

Effekten av ultraljud hänvisar till mängden arbete som utförs av ett objekt per tidsenhet, det vill säga kraft är en fysisk storhet som beskriver hastigheten på arbetet. Mängden arbete är fast, och ju kortare tid, desto högre effektvärde. Formeln för att beräkna effekt är: effekt=arbete/tid. Effekt är en fysisk storhet som kännetecknar hastigheten på utfört arbete. Arbetet som utförs per tidsenhet kallas effekt, uttryckt i P.

Under processen för ultraljudsöverföring, när ultraljud överförs till ett tidigare stationärt medium, får det partiklarna i mediet att vibrera fram och tillbaka nära jämviktsläget, vilket resulterar i kompression och expansion i mediet. Man kan säga att ultraljud gör det möjligt för mediet att erhålla vibrationskinetisk energi och potentiell deformationsenergi. Ljudenergin som erhålls av mediet på grund av ultraljudsstörning är summan av vibrationskinetisk energi och potentiell deformationsenergi.

När ultraljud fortplantas i ett medium, fortplantar sig energi också. Om vi ​​tar ett litet volymelement (dV) i ljudfältet, låt den ursprungliga volymen för mediet vara Vo, trycket vara po och densiteten vara ρ {{0}} Den kinetiska energin Δ Ek som erhålls av volymelementet (dV) på grund av ultraljudsvibrationer; △ Ek=( ρ 0 Vo) u2/2

△ Ek är den kinetiska energin, J; U är partikelhastigheten, m/s; ρ 0 är medeldensiteten, kg/m3; Vo är den ursprungliga volymen, m3.

En viktig egenskap hos ultraljud är dess kraft, som är mycket kraftfullare än vanliga ljudvågor. Detta är en av de viktiga anledningarna till att ultraljud kan användas i stor utsträckning inom många områden.

När ultraljudsvågor når ett visst medium vibrerar mediets molekyler på grund av ultraljudsvågornas verkan, och deras vibrationsfrekvens är densamma som frekvensen för ultraljudsvågor. Frekvensen av mediets molekylära vibration bestämmer vibrationshastigheten, och ju högre frekvens desto högre hastighet. Energin som erhålls av medelmolekyler på grund av vibration är inte bara relaterad till medelmolekylernas massa, utan också direkt proportionell mot kvadraten av vibrationshastigheten för medelmolekylerna. Så ju högre frekvensen av ultraljud är, desto högre energi erhålls av mediummolekylerna. Frekvensen av ultraljud är mycket högre än den för vanliga ljudvågor, så ultraljud kan ge medelmolekyler mycket energi, medan vanliga ljudvågor har liten effekt på medelstora molekyler. Med andra ord har ultraljud mycket större energi än ljudvågor och kan ge tillräcklig energi till mediummolekylerna.

Skillnaden mellan frekvensen och effekten av ultraljud:

Frekvensen och effekten av ultraljud är två nyckelparametrar för att mäta dess prestanda. Ur ett makroperspektiv bestämmer kraft intensiteten och permeabiliteten för ultraljud, medan frekvensen bestämmer djupet och upplösningen av ultraljudspenetration.

Ju högre frekvens, desto kortare våglängd, desto starkare penetration, men desto större kraft, vilket kan producera starkare ljudenergi. I applikationer är ultraljud som används inom det medicinska området huvudsakligen lågeffekt och högfrekvent, som kan användas för ultraljudsundersökning och behandling; Ultraljudsvågorna som används inom det industriella området är huvudsakligen högeffekts- och högfrekventa, som kan användas för bearbetning, rengöring, mätning etc. Frekvensen och effekten av ultraljud är två nyckelindikatorer för ultraljudsprestanda. Att välja lämpliga ultraljudsparametrar kan bättre uppfylla applikationskraven.