Ultrasonik Frekans ve Güç Arasındaki Fark

Ultrasonik Frekansına Giriş:

Ultrasonun frekansı, birim zamanda periyodik değişiklikleri kaç kez tamamladığıdır ve periyodik hareketin sıklığını tanımlayan bir niceliktir. Genellikle f sembolü ile gösterilir ve birimi saniyedir ve sembolü s-1'dir. Alman fizikçi Hertz'in katkılarını anmak için, frekans birimi Hertz olarak adlandırılır ve kısaltması "Hz" ve sembolü Hz'dir. Her nesnenin, genlikten bağımsız olarak kendi özelliklerine göre belirlenen doğal frekansı vardır. Frekans kavramı sadece mekanik ve akustikte değil, aynı zamanda elektromanyetik, optik ve radyo teknolojisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir ortamdaki bir parçacığın denge konumunda ileri geri salınması için gereken süreye periyot denir ve saniye (s) cinsinden T ile gösterilir; Bir parçacığın 1 saniye içinde tamamladığı titreşim sayısına frekans denir ve saniyedeki döngü (Hertz - Hz) cinsinden f ile gösterilir. Periyot ve frekans birbiriyle ters orantılıdır ve aşağıdaki denklemle gösterilir: f=1/T

Bir ortamdaki ultrasonik dalgaların dalga boyu (λ) ve frekansı arasındaki ilişki: c=λ f

Formülde, c ses hızıdır, m/s； λ dalga boyudur, m; f frekanstır, Hz.

Buradan, belirli bir ortam için ultrasonun yayılma hızının sabit olduğu görülebilir. Ultrasonun frekansı ne kadar yüksekse, dalga boyu o kadar kısa olur; tersine, ultrasonun frekansı ne kadar düşükse, dalga boyu o kadar uzun olur.

Ultrasonik Gücüne Giriş:

Ultrasonun gücü, bir nesnenin birim zamanda yaptığı iş miktarına karşılık gelir ve yapılan işin hızını tanımlayan bir fiziksel niceliktir. İş miktarı sabittir ve süre ne kadar kısaysa, güç değeri o kadar büyüktür. Gücü hesaplama formülü şöyledir: güç=iş/zaman. Güç, yapılan işin hızını karakterize eden bir fiziksel niceliktir. Birim zamanda yapılan işe güç denir ve P ile gösterilir.

Ultrasonik iletim sürecinde, ultrasonik dalgalar daha önce hareketsiz bir ortama iletildiğinde, ortam parçacıkları denge konumunun yakınında ileri geri titreşir ve ortamda sıkışma ve genleşmeye neden olur. Ultrasonun, ortamın titreşimsel kinetik enerji ve deformasyon potansiyel enerjisi kazanmasını sağladığı düşünülebilir. Ultrasonik rahatsızlık nedeniyle ortamın elde ettiği akustik enerji, titreşimsel kinetik enerji ve deformasyon potansiyel enerjisinin toplamıdır.

Ultrason bir ortamda yayıldıkça, enerji de yayılır. Akustik alanda küçük bir hacim elementi (dV) alırsak, ortamın orijinal hacmi Vo, basıncı po ve yoğunluğu ρ 0 olsun. Hacim elementi (dV), ultrasonik titreşim nedeniyle kinetik enerji △ Ek elde eder; △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2

Δ Ek kinetik enerjidir, J; u parçacık hızıdır, m/s； ρ 0 ortamın yoğunluğudur, kg/m3； Vo orijinal hacimdir, m3.

Ultrasonun önemli bir özelliği, sıradan ses dalgalarından çok daha güçlü olmasıdır. Bu, ultrasonun birçok alanda yaygın olarak kullanılabilmesinin önemli nedenlerinden biridir.

Ultrasonik dalgalar belirli bir ortama ulaştığında, ortamın molekülleri ultrasonik dalgaların etkisiyle titreşir ve titreşim frekansları ultrasonik dalgalarınkiyle aynıdır. Ortam moleküllerinin titreşim frekansı, titreşimin hızını belirler ve frekans ne kadar yüksekse, hız o kadar büyük olur. Bir ortam molekülünün titreşim nedeniyle elde ettiği enerji sadece ortam molekülünün kütlesiyle ilgili olmakla kalmaz, aynı zamanda ortam molekülünün titreşim hızının karesiyle de orantılıdır. Bu nedenle, ultrasonun frekansı ne kadar yüksekse, ortam moleküllerinin elde ettiği enerji de o kadar yüksek olur. Ultrasonun frekansı, sıradan ses dalgalarınkinden çok daha yüksektir, bu nedenle ultrason, ortam moleküllerine çok fazla enerji verebilirken, sıradan ses dalgalarının ortam molekülleri üzerinde çok az etkisi vardır. Başka bir deyişle, ultrason ses dalgalarından çok daha fazla enerjiye sahiptir ve ortam moleküllerine yeterli enerji sağlayabilir.

Ultrasonun frekans ve gücündeki fark:

Ultrasonun frekansı ve gücü, performansını ölçmek için iki temel parametredir. Makroskopik olarak, güç ultrasonun yoğunluğunu ve nüfuz etme yeteneğini belirlerken, frekans ultrasonun nüfuz etme derinliğini ve çözünürlüğünü belirler.

Frekans ne kadar yüksekse, dalga boyu o kadar kısa olur ve nüfuz etme o kadar güçlü olur, ancak güç ne kadar büyükse, o kadar güçlü ses enerjisi üretilebilir. Uygulamalarda, tıp alanında kullanılan ultrason esas olarak düşük güçlü ve yüksek frekanslıdır ve ultrason muayenesi ve tedavisi için kullanılabilir; Endüstriyel alanda kullanılan ultrasonik dalgalar esas olarak yüksek güçlü ve yüksek frekanslıdır ve işleme, temizleme, ölçüm vb. için kullanılabilir. Ultrasonun frekansı ve gücü, ultrason performansının iki temel göstergesidir. Uygun ultrasonik parametreleri seçmek, uygulama gereksinimlerini daha iyi karşılayabilir.