Ultragarso dažnio įvadas:
Ultragarso dažnis – tai skaičius, kiek kartų per laiko vienetą baigiamas periodinis pokytis, ir tai yra dydis, apibūdinantis periodinio judesio dažnį. Paprastai jis žymimas simboliu f, kurio vienetas yra viena sekundė, ir simbolis s-1. Prisimindami vokiečių fiziko Herco indėlį, žmonės pavadino dažnio vienetą Hertz, sutrumpintą „Hertz“, simboliu Hz. Kiekvienas objektas turi nuo amplitudės nepriklausomą dažnį, kurį lemia jo paties savybės, kuris vadinamas natūraliu dažniu. Dažnio sąvoka taikoma ne tik mechanikoje ir akustikoje, bet ir dažniausiai naudojama elektromagnetikoje, optikoje, radijo technikoje.
Laikas, reikalingas dalelei terpėje vieną kartą svyruoti pirmyn ir atgal pusiausvyros padėtyje, vadinamas periodu, išreikštu T ir matuojamas sekundėmis (s); Skaičius, kiek kartų dalelė baigia vibruoti per 1 sekundę, vadinamas dažniu, pavaizduotu f, ciklais per sekundę, taip pat žinomas kaip hercas (Hz). Laikotarpis ir dažnis turi abipusį ryšį, išreikštą taip: f=1/T
Ultragarso bangos ilgis terpėje( λ) Ryšys tarp dažnių yra: c= λ F
Formulėje c – garso greitis, m/s; λ yra bangos ilgis, m; F yra dažnis, Hz.
Matyti, kad tam tikrai terpei ultragarso sklidimo greitis joje yra pastovus. Kuo didesnis ultragarso dažnis, tuo trumpesnis bangos ilgis; ir atvirkščiai, kuo mažesnis ultragarso dažnis, tuo ilgesnis bangos ilgis.
Ultragarso galios įvadas:
Ultragarso galia reiškia darbo kiekį, kurį objektas atlieka per laiko vienetą, tai yra, galia yra fizinis dydis, apibūdinantis atlikto darbo greitį. Darbo kiekis yra fiksuotas ir kuo trumpesnis laikas, tuo didesnė galios vertė. Galios skaičiavimo formulė yra tokia: galia=darbas/laikas. Galia yra fizinis dydis, apibūdinantis atlikto darbo greitį. Per laiko vienetą atliktas darbas vadinamas galia, išreikšta P.
Ultragarso perdavimo proceso metu, kai ultragarsas perduodamas į anksčiau stacionarią terpę, terpės dalelės vibruoja pirmyn ir atgal netoli pusiausvyros padėties, todėl terpėje susispaudžia ir išsiplečia. Galima sakyti, kad ultragarsas įgalina terpę gauti vibracinę kinetinę energiją ir deformacijos potencialią energiją. Garso energija, kurią terpė gauna dėl ultragarso trikdžių, yra vibracijos kinetinės energijos ir deformacijos potencialios energijos suma.
Ultragarsui sklindant terpėje, sklinda ir energija. Jei garso lauke imsime mažą tūrio elementą (dV), tai pradinis terpės tūris bus Vo, slėgis po, o tankis ρ {0}} Gauta kinetinė energija Δ Ek tūrio elementu (dV) dėl ultragarsinės vibracijos; △ Ek=( ρ 0 Vo) u2/2
△ Ek – kinetinė energija, J; U yra dalelių greitis, m/s; ρ 0 yra vidutinis tankis, kg/m3; Vo yra originalus tūris, m3.
Viena iš svarbių ultragarso savybių yra jo galia, kuri yra daug galingesnė nei įprastos garso bangos. Tai viena iš svarbių priežasčių, kodėl ultragarsas gali būti plačiai naudojamas daugelyje sričių.
Kai ultragarso bangos pasiekia tam tikrą terpę, terpės molekulės vibruoja dėl ultragarso bangų veikimo, o jų virpesių dažnis yra toks pat kaip ultragarso bangų dažnis. Terpės molekulinės vibracijos dažnis lemia vibracijos greitį, o kuo didesnis dažnis, tuo didesnis greitis. Energija, kurią terpės molekulės gauna dėl vibracijos, yra ne tik susijusi su terpės molekulių mase, bet ir tiesiogiai proporcinga terpės molekulių vibracijos greičio kvadratui. Taigi, kuo didesnis ultragarso dažnis, tuo didesnę energiją gauna terpės molekulės. Ultragarso dažnis yra daug didesnis nei įprastų garso bangų, todėl ultragarsas gali suteikti daug energijos vidutinėms molekulėms, o įprastos garso bangos mažai veikia vidutines molekules. Kitaip tariant, ultragarsas turi daug didesnę energiją nei garso bangos ir gali suteikti pakankamai energijos terpės molekulėms.
Skirtumas tarp ultragarso dažnio ir galios:
Ultragarso dažnis ir galia yra du pagrindiniai jo veikimo matavimo parametrai. Žvelgiant iš makro perspektyvos, galia lemia ultragarso intensyvumą ir pralaidumą, o dažnis – ultragarso prasiskverbimo gylį ir skiriamąją gebą.
Kuo didesnis dažnis, tuo trumpesnis bangos ilgis, tuo stipresnis įsiskverbimas, bet tuo didesnė galia, kuri gali sukurti stipresnę garso energiją. Medicinos srityje naudojamas ultragarsas daugiausia yra mažos galios ir aukšto dažnio, kuris gali būti naudojamas ultragarsiniam tyrimui ir gydymui; Pramonėje naudojamos ultragarso bangos daugiausia yra didelės galios ir aukšto dažnio, kurios gali būti naudojamos apdorojimui, valymui, matavimui ir kt. Ultragarso dažnis ir galia yra du pagrindiniai ultragarso veikimo rodikliai. Tinkamų ultragarso parametrų pasirinkimas gali geriau atitikti taikymo reikalavimus.
