Uvod u ultrazvučnu frekvenciju:
Frekvencija ultrazvuka je koliko puta se periodična promjena završi u jedinici vremena, a to je veličina koja opisuje učestalost periodičnog kretanja. Obično se predstavlja simbolom f, sa jedinicom od jedne sekunde i simbolom s-1. U znak sjećanja na doprinos njemačkog fizičara Herca, ljudi su jedinicu frekvencije nazvali Hertz, skraćeno "Hertz", sa simbolom Hz. Svaki objekat ima frekvenciju nezavisnu od amplitude određene njegovim vlastitim svojstvima, a koja se naziva prirodna frekvencija. Koncept frekvencije se ne primjenjuje samo u mehanici i akustici, već se i obično koristi u elektromagnetici, optici i radio tehnologiji.
Vrijeme potrebno da čestica u mediju jednom oscilira naprijed-nazad u ravnotežnom položaju naziva se period, izražen u T i mjeren u sekundama (s); Broj puta kada čestica završi svoju vibraciju u roku od 1 sekunde naziva se frekvencija, predstavljena sa f, u ciklusima u sekundi, također poznata kao Hertz (Hz). Period i frekvencija imaju recipročan odnos jedan prema drugom, izražen na sljedeći način: f=1/T
Talasna dužina ultrazvuka u mediju (λ) Odnos između frekvencije je: c= λ F
U formuli, c je brzina zvuka, m/s; λ je talasna dužina, m; F je frekvencija, Hz.
Može se vidjeti da je za određeni medij brzina širenja ultrazvuka u njemu konstantna. Što je veća frekvencija ultrazvuka, to je kraća talasna dužina; obrnuto, što je niža frekvencija ultrazvuka, to je duža talasna dužina.
Uvod u ultrazvučnu snagu:
Snaga ultrazvuka se odnosi na količinu posla koji objekat obavi u jedinici vremena, odnosno snaga je fizička veličina koja opisuje brzinu obavljenog posla. Količina rada je fiksna, a što je vrijeme kraće, to je veća vrijednost snage. Formula za izračunavanje snage je: snaga=rad/vrijeme. Snaga je fizička veličina koja karakteriše brzinu obavljenog posla. Rad obavljen u jedinici vremena naziva se snaga, izražena u P.
Tokom procesa prijenosa ultrazvuka, kada se ultrazvuk prenosi na prethodno stacionarni medij, uzrokuje da čestice medija vibriraju naprijed-nazad blizu ravnotežnog položaja, što rezultira kompresijom i ekspanzijom u mediju. Može se reći da ultrazvuk omogućava mediju da dobije vibracijsku kinetičku energiju i potencijalnu energiju deformacije. Zvučna energija koju dobije medij zbog ultrazvučnog poremećaja je zbir kinetičke energije vibracije i potencijalne energije deformacije.
Kako se ultrazvuk širi u mediju, širi se i energija. Ako uzmemo element male zapremine (dV) u zvučnom polju, neka je originalna zapremina medija Vo, pritisak po, a gustina ρ {{0}} Dobijena kinetička energija Δ Ek elementom zapremine (dV) zbog ultrazvučne vibracije; △ Ek=( ρ 0 Vo) u2/2
△ Ek je kinetička energija, J; U je brzina čestice, m/s; ρ 0 je srednja gustina, kg/m3; Vo je originalna zapremina, m3.
Jedna važna karakteristika ultrazvuka je njegova snaga, koja je mnogo snažnija od običnih zvučnih valova. Ovo je jedan od važnih razloga zašto se ultrazvuk može široko koristiti u mnogim poljima.
Kada ultrazvučni talasi stignu do određene sredine, molekuli medija vibriraju usled dejstva ultrazvučnih talasa, a njihova frekvencija vibracija je ista kao i frekvencija ultrazvučnih talasa. Frekvencija molekularne vibracije medija određuje brzinu vibracije, a što je frekvencija veća, to je veća brzina. Energija koju molekuli medija dobiju uslijed vibracije nije povezana samo s masom molekula medija, već je i direktno proporcionalna kvadratu brzine vibracije molekula medija. Dakle, što je veća frekvencija ultrazvuka, to je veća energija koju dobijaju molekuli medija. Frekvencija ultrazvuka je mnogo veća od frekvencije običnih zvučnih talasa, tako da ultrazvuk može dati srednjim molekulima mnogo energije, dok obični zvučni talasi imaju mali uticaj na srednje molekule. Drugim riječima, ultrazvuk ima mnogo veću energiju od zvučnih valova i može pružiti dovoljno energije srednjim molekulima.
Razlika između frekvencije i snage ultrazvuka:
Frekvencija i snaga ultrazvuka su dva ključna parametra za mjerenje njegovih performansi. Iz makro perspektive, snaga određuje intenzitet i propusnost ultrazvuka, dok frekvencija određuje dubinu i rezoluciju prodora ultrazvuka.
Što je viša frekvencija, kraća je talasna dužina, to je prodiranje jače, ali je veća snaga, što može proizvesti jaču zvučnu energiju. U aplikacijama, ultrazvuk koji se koristi u medicinskom polju je uglavnom male snage i visoke frekvencije, koji se može koristiti za ultrazvučni pregled i liječenje; Ultrazvučni talasi koji se koriste u industrijskom polju su uglavnom velike snage i visoke frekvencije, koji se mogu koristiti za obradu, čišćenje, merenje, itd. Frekvencija i snaga ultrazvuka su dva ključna pokazatelja ultrazvučnih performansi. Odabir odgovarajućih parametara ultrazvuka može bolje zadovoljiti zahtjeve aplikacije.
