Η Διαφορά Μεταξύ Υπερηχητικής Συχνότητας Και Ισχύος

Εισαγωγή στην υπερηχητική συχνότητα:

Η συχνότητα του υπερήχους είναι ο αριθμός των φορές που ολοκληρώνει περιοδικές αλλαγές ανά μονάδα χρόνου και είναι μια ποσότητα που περιγράφει τη συχνότητα της περιοδικής κίνησης.Συνήθως αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο fΓια να τιμήσει τη συμβολή του Γερμανού φυσικού Hertz, η μονάδα συχνότητας ονομάζεται Hertz, με το σύμβολο Hz.Κάθε αντικείμενο έχει μια συχνότητα που καθορίζεται από τις δικές του ιδιότητες που είναι ανεξάρτητη από το εύρος.Η έννοια της συχνότητας δεν εφαρμόζεται μόνο στη μηχανική και την ακουστική, αλλά επίσης χρησιμοποιείται συνήθως στην ηλεκτρομαγνητική, την οπτική και τη ραδιοτεχνολογία.

Ο χρόνος που απαιτείται για ένα σωματίδιο σε ένα μέσο να ταλαντεύεται προς τα εμπρός και προς τα πίσω μόλις φτάσει στη θέση ισορροπίας του ονομάζεται περίοδος, που εκφράζεται με T σε δευτερόλεπτα.Ο αριθμός των φορές που ένα σωματίδιο ολοκληρώνει τη δόνηση μέσα σε 1 δευτερόλεπτο ονομάζεται συχνότητα.Η περίοδος και η συχνότητα είναι αντίστροφα ανάλογες μεταξύ τους, που εκφράζονται από την ακόλουθη εξίσωση: f=1/T

Η σχέση μεταξύ του μήκους κύματος (λ) και της συχνότητας των υπερηχητικών κυμάτων σε ένα μέσο είναι:

Στον τύπο, c είναι η ταχύτητα του ήχου, m/s, λ είναι μήκος κύματος, m, f είναι συχνότητα, Hz.

Από αυτό, μπορεί να διαπιστωθεί ότι για ένα συγκεκριμένο μέσο, η ταχύτητα εξάπλωσης του υπερήχων είναι σταθερή.όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα του υπερήχους, όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος.

Εισαγωγή στην υπερηχητική ισχύ:

Η ισχύς του υπερήχων αναφέρεται στην ποσότητα εργασίας που εκτελεί ένα αντικείμενο ανά μονάδα χρόνου, η οποία είναι μια φυσική ποσότητα που περιγράφει την ταχύτητα της εργασίας που εκτελείται.Και όσο πιο σύντομο το χρόνοΗ φόρμουλα υπολογισμού ισχύος είναι: ισχύ = εργασία/χρόνος.Η εργασία που γίνεται ανά μονάδα χρόνου ονομάζεται δύναμη., εκπροσωπείται από τον P.

Κατά τη διαδικασία της υπερηχητικής μετάδοσης, όταν τα υπερηχητικά κύματα μεταδίδονται σε ένα προηγούμενο σταθερό μέσο, τα σωματίδια του μέσου δονούνται προς τα εμπρός και προς τα πίσω κοντά στη θέση ισορροπίας,προκαλώντας συμπίεση και επέκταση στο μέσοΜπορεί να θεωρηθεί ότι ο υπερήχιος επιτρέπει στο μέσο να αποκτήσει κινητική ενέργεια δονήσεων και δυναμική παραμόρφωσης.Η ακουστική ενέργεια που λαμβάνεται από το μέσο λόγω υπερήχων διαταραχών είναι το άθροισμα της κινητικής ενέργειας δονήσεων και της δυναμικής ενέργειας παραμόρφωσης.

Αν πάρουμε ένα μικρό στοιχείο όγκου (dV) στο ακουστικό πεδίο, ας πούμε ότι ο αρχικός όγκος του μέσου είναι Vo, η πίεση είναι po,και η πυκνότητα είναι ρ 0Το στοιχείο όγκου (dV) λαμβάνει κινητική ενέργεια △ Ek λόγω υπερηχητικών δονήσεων.

Δ Ek είναι κινητική ενέργεια, J, u είναι ταχύτητα σωματιδίων, m/s, ρ 0 είναι η πυκνότητα του μέσου, kg/m3, Vo είναι ο αρχικός όγκος, m3.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των υπερήχων είναι η ισχύς τους, η οποία είναι πολύ ισχυρότερη από τα συνηθισμένα ηχητικά κύματα.

Όταν τα υπερηχητικά κύματα φτάνουν σε ένα συγκεκριμένο μέσο, τα μόρια του μέσου δονούνται λόγω της δράσης των υπερηχητικών κυμάτων και η συχνότητα δονήσεώς τους είναι η ίδια με εκείνη των υπερηχητικών κυμάτων.Η συχνότητα των δονήσεων των μορίων του μέσου καθορίζει την ταχύτητα των δονήσεωνΗ ενέργεια που λαμβάνεται από ένα μέσο μόριο λόγω δονήσεων δεν σχετίζεται μόνο με τη μάζα του μέσου μορίου,αλλά επίσης ανάλογο με το τετράγωνο της ταχύτητας δονήσεων του μέσου μορίουΈτσι, όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του υπερηχογράφησης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια που λαμβάνεται από τα μόρια του μέσου.Έτσι ο υπερήχιος μπορεί να δώσει σε μεσαία μόρια πολλή ενέργεια.Με άλλα λόγια, οι υπερήχοι έχουν πολύ μεγαλύτερη ενέργεια από τα ηχητικά κύματα και μπορούν να παρέχουν επαρκή ενέργεια στα μεσαία μόρια.

Η διαφορά στη συχνότητα και την ισχύ των υπερήχων:

Η συχνότητα και η ισχύς του υπερήχων είναι δύο βασικές παραμέτρους για τη μέτρηση της απόδοσής του.ενώ η συχνότητα καθορίζει το βάθος διείσδυσης και την ανάλυση του υπερήχων.

Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο μικρότερο το μήκος κύματος και τόσο ισχυρότερη η διείσδυση, αλλά όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς, τόσο ισχυρότερη η ηχητική ενέργεια μπορεί να παράγεται.Ο υπερηχογράφος που χρησιμοποιείται στον ιατρικό τομέα είναι κυρίως χαμηλής ισχύος και υψηλής συχνότηταςΤα υπερηχητικά κύματα που χρησιμοποιούνται στον βιομηχανικό τομέα είναι κυρίως υψηλής ισχύος και υψηλής συχνότητας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επεξεργασία, καθαρισμό,μέτρησηΗ συχνότητα και η ισχύς του υπερηχογράφησης είναι δύο βασικοί δείκτες της απόδοσης του υπερηχογράφησης.