Forskjellen mellom ultralydfrekvens og effekt

Ultralydfrekvens

Ultralydfrekvensen er antallet hele periodiske endringer per tidsenhet. Det er et nivå som beskriver frekvensen av periodisk bevegelse. Den er ofte representert ved symbolet f, og enheten er en tidels sekund, symbolet s-1. Til ære for bidragene til den tyske fysikeren Hertz, kalles frekvensenheten Hertz, forkortet "Hz", med symbolet Hz. Hvert objekt har en frekvens bestemt av dets iboende egenskaper og uavhengig av amplitude, kjent som dets naturlige frekvens. Begrepet frekvens brukes ikke bare i mekanikk og akustikk, men også i elektromagnetisme, optikk og radioteknologi.

Tiden det tar for en partikkel i et medium å vibrere frem og tilbake når den når sin likevektsposisjon, kalles perioden, betegnet med T, i sekunder (s). Omfanget av en partikkels totale vibrasjoner i løpet av 1 sekund kalles frekvensen, betegnet med f, i sykluser/s, også kjent som Hertz (Hz). Perioden og frekvensen er omvendt proporsjonale, uttrykt ved hjelp av følgende formel: f = 1 / T.

Forholdet mellom bølgelengden (λ) og frekvensen til ultralyd i et medium er: c = λf. Der c er lydhastigheten, m/s; λ er bølgelengden, m; og f er frekvensen, Hz.

Dette antyder at for et gitt medium er ultralydens forplantningshastighet konstant. Jo høyere ultralydfrekvens, desto kortere bølgelengde; omvendt, jo lavere frekvens, desto lengre bølgelengde.

Ultralydkraft

Ultralydeffekt refererer til mengden arbeid som utføres per tidsenhet. Med andre ord er effekt en fysisk størrelse som beskriver hastigheten på utført arbeid. Gitt en gitt mengde arbeid, jo kortere tid, desto større effekt. Metoden for å beregne effekt er: Effekt = Arbeid/Tid. Effekt er et fysisk volum som karakteriserer hastigheten på utført arbeid. Arbeidet som utføres per tidsenhet refereres til som elektrisitet og betegnes med P.

Under ultralydoverføring, når ultralydbølger når et tidligere stasjonært medium, får de partikler i mediet til å vibrere frem og tilbake nær likevektsposisjonene sine, noe som resulterer i kompresjon og forstørrelse inne i mediet. Dette kan beskrives som at ultralydbølgene gir vibrasjonskinetisk kraft og deformasjonsstyrke til mediet. Den akustiske styrken som gis til mediet ved hjelp av ultralydforstyrrelsen er summen av vibrasjonskinetisk styrke og deformasjonspotensiell energi.

Etter hvert som ultralydbølger forplanter seg gjennom et medium, gjør også energi det. Hvis vi tar en liten utstrekningsfaktor (dV) i lydfeltet, la mediets unike størrelse være Vo, dets tøyning være po, og dets tetthet være ρ0. Den kinetiske kraften ΔEk mottatt ved hjelp av utstrekningsaspektet (dV) på grunn av ultralydvibrasjoner er ΔEk; ΔEk = (ρ0Vo)u²/2. ΔEk er den kinetiske energien, i joule; u er partikkelhastigheten, i m/s; ρ0 er mediumtettheten, i kg/m³; og Vo er det autentiske volumet, i m³.

En viktig egenskap ved ultralyd er dens kraft. Ultralydbølger har mye større elektrisitet enn vanlige lydbølger, noe som er en av hovedgrunnene til deres enorme nytteverdi på flere felt.

Når ultralydbølger når et medium, får de molekylene i mediet til å vibrere. Frekvensen til disse vibrasjonene er lik frekvensen til ultralydbølgene. Frekvensen til vibrasjonene bestemmer hastigheten på vibrasjonene; jo høyere frekvens, desto høyere hastighet. Styrken som molekylene mottar på grunn av vibrasjoner er ikke lenger bare knyttet til massen deres, men også proporsjonal med vibrasjonshastigheten. Derfor, jo høyere frekvensen til ultralydbølgene er, desto større blir styrken som oppnås. Fordi frekvensen til ultralydbølger er mye høyere enn for vanlige lydbølger, kan ultralydbølger gi betydelig styrke til molekylene i mediet, mens vanlige lydbølger har liten innvirkning på dem. Med andre ord, effekten til ultralyd er mye høyere enn for lydbølger og kan gi nok strøm til mediets molekyler.

Forskjellen mellom ultralydfrekvens og effekt:

Ultralydfrekvens og effekt er to viktige parametere for måling av ultralydytelse. Fra et makroskopisk perspektiv bestemmer elektrisitet dybden og penetrasjonen til ultralyd, mens frekvens bestemmer penetrasjonsdybden og oppløsningen. Høyere frekvenser gir kortere bølgelengder og økt penetrasjon, men større styrke produserer mer lydenergi. I applikasjoner er ultralyd som brukes i medisinske legemidler spesielt laveffekts, høyfrekvent og kan brukes til ultralydundersøkelser og behandlinger; mens ultralyd som brukes i industrien hovedsakelig er høyeffekts, høyfrekvent og kan brukes til prosessering, rengjøring og måling. Ultralydfrekvens og effekt er to viktige indikatorer på ultralydytelse. Å velge riktige ultralydparametre kan oppfylle applikasjonskravene på en utmerket måte.