La diferencia entre frecuencia y potencia ultrasónica

Introducción a la frecuencia ultrasónica:

La frecuencia del ultrasonido es el número de veces que completa cambios periódicos por unidad de tiempo, y es una cantidad que describe la frecuencia del movimiento periódico.Se representa comúnmente por el símbolo fEn conmemoración de la contribución del físico alemán Hertz, la unidad de frecuencia se llama Hertz, abreviada como "Hz", con el símbolo Hz.Cada objeto tiene una frecuencia determinada por sus propias propiedades que es independiente de la amplitudEl concepto de frecuencia no solo se aplica en mecánica y acústica, sino que también se usa comúnmente en electromagnetismo, óptica y tecnología de radio.

El tiempo necesario para que una partícula en un medio oscile hacia adelante y hacia atrás una vez en su posición de equilibrio se denomina período, representado por T en segundos.El número de veces que una partícula completa la vibración en un segundo se llama frecuencia., representado por f en ciclos por segundo, también conocido como Hertz (Hz). El período y la frecuencia son inversamente proporcionales entre sí, representados por la siguiente ecuación: f=1/T

La relación entre la longitud de onda (λ) y la frecuencia de las ondas ultrasónicas en un medio es: c=λ f

En la fórmula, c es la velocidad del sonido, m/s; λ es la longitud de onda, m; f es la frecuencia, Hz.

A partir de esto, se puede ver que para un determinado medio, la velocidad de propagación del ultrasonido es constante.cuanto menor sea la frecuencia del ultrasonido, cuanto más larga sea la longitud de onda.

Introducción a la potencia ultrasónica:

La potencia del ultrasonido se refiere a la cantidad de trabajo realizado por un objeto por unidad de tiempo, que es una cantidad física que describe la velocidad del trabajo realizado.y cuanto más corto sea el tiempoLa fórmula para calcular la potencia es: potencia=trabajo/tiempo.El trabajo realizado por unidad de tiempo se llama potencia., representado por P.

En el proceso de transmisión ultrasónica, cuando las ondas ultrasónicas se transmiten a un medio previamente estacionario, las partículas del medio vibran hacia adelante y hacia atrás cerca de la posición de equilibrio,causando compresión y expansión en el medioSe puede considerar que el ultrasonido permite que el medio adquiera energía cinética vibratoria y energía potencial de deformación.La energía acústica obtenida por el medio debido a la perturbación ultrasónica es la suma de la energía cinética vibratoria y la energía potencial de deformación.

Como el ultrasonido se propaga en un medio, la energía también se propaga. Si tomamos un pequeño elemento de volumen (dV) en el campo acústico, que el volumen original del medio sea Vo, la presión sea po,y la densidad es ρ 0. El elemento de volumen (dV) obtiene energía cinética △ Ek debido a la vibración ultrasónica; △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2

Δ Ek es la energía cinética, J; u es la velocidad de partícula, m/s; ρ 0 es la densidad del medio, kg/m3; Vo es el volumen original, m3.

Una característica importante del ultrasonido es su potencia, que es mucho más fuerte que las ondas de sonido ordinarias.

Cuando las ondas ultrasónicas alcanzan un determinado medio, las moléculas del medio vibran debido a la acción de las ondas ultrasónicas, y su frecuencia de vibración es la misma que la de las ondas ultrasónicas.La frecuencia de la vibración de las moléculas del medio determina la velocidad de la vibraciónLa energía obtenida por una molécula mediana debido a la vibración no sólo está relacionada con la masa de la molécula mediana,pero también proporcional al cuadrado de la velocidad de vibración de la molécula del medioPor lo tanto, cuanto mayor es la frecuencia del ultrasonido, mayor es la energía obtenida por las moléculas del medio.Así que el ultrasonido puede dar moléculas medianas una gran cantidad de energíaEn otras palabras, el ultrasonido tiene una energía mucho mayor que las ondas sonoras y puede proporcionar suficiente energía a las moléculas medianas.

La diferencia en frecuencia y potencia de ultrasonido:

La frecuencia y la potencia del ultrasonido son dos parámetros clave para medir su rendimiento.Mientras que la frecuencia determina la profundidad de penetración y la resolución del ultrasonido.

Cuanto mayor sea la frecuencia, más corta la longitud de onda y más fuerte la penetración, pero cuanto mayor sea la potencia, más fuerte la energía sonora puede ser generada.El ultrasonido utilizado en el campo médico es principalmente de baja potencia y alta frecuenciaLas ondas ultrasónicas utilizadas en el campo industrial son principalmente de alta potencia y alta frecuencia, que se pueden utilizar para el procesamiento, limpieza,la mediciónLa frecuencia y la potencia del ultrasonido son dos indicadores clave del rendimiento del ultrasonido.