Het verschil tussen ultrasone frequentie en kracht

Inleiding tot ultrasone frequentie:

De frequentie van ultrasoon geluid is het aantal keren dat het periodieke veranderingen per tijdseenheid voltooit, en is een grootheid die de frequentie van periodieke beweging beschrijft. Het wordt vaak weergegeven door het symbool f, met de eenheid één seconde en het symbool s-1. Ter herdenking van de bijdrage van de Duitse natuurkundige Hertz, is de eenheid van frequentie vernoemd naar Hertz, afgekort als "Hz", met het symbool Hz. Elk object heeft een frequentie die wordt bepaald door zijn eigen eigenschappen die onafhankelijk is van de amplitude, de zogenaamde natuurlijke frequentie. Het concept van frequentie wordt niet alleen toegepast in de mechanica en akoestiek, maar wordt ook vaak gebruikt in de elektromagnetica, optica en radiotechniek.

De tijd die nodig is voor een deeltje in een medium om heen en weer te oscilleren rond zijn evenwichtspositie wordt een periode genoemd, weergegeven door T in seconden (s); Het aantal keren dat een deeltje binnen 1 seconde vibreert, wordt frequentie genoemd, weergegeven door f in cycli per seconde, ook wel Hertz (Hz) genoemd. De periode en frequentie zijn omgekeerd evenredig aan elkaar, weergegeven door de volgende vergelijking: f=1/T

De relatie tussen de golflengte (λ) en de frequentie van ultrasone golven in een medium is: c=λ f

In de formule is c de geluidssnelheid, m/s； λ is golflengte, m; f is frequentie, Hz.

Hieruit kan worden afgeleid dat voor een bepaald medium de voortplantingssnelheid van ultrasoon geluid constant is. Hoe hoger de frequentie van ultrasoon geluid, hoe korter de golflengte; omgekeerd, hoe lager de frequentie van ultrasoon geluid, hoe langer de golflengte.

Inleiding tot ultrasoon vermogen:

Het vermogen van ultrasoon geluid verwijst naar de hoeveelheid werk die een object per tijdseenheid verricht, wat een fysische grootheid is die de snelheid van het verrichte werk beschrijft. De hoeveelheid werk is constant, en hoe korter de tijd, hoe groter de vermogenswaarde. De formule voor het berekenen van het vermogen is: vermogen=werk/tijd. Vermogen is een fysische grootheid die de snelheid van het verrichte werk karakteriseert. Het werk dat per tijdseenheid wordt verricht, wordt vermogen genoemd, weergegeven door P.

In het proces van ultrasone transmissie, wanneer ultrasone golven worden uitgezonden naar een voorheen stationair medium, vibreren de mediumdeeltjes heen en weer in de buurt van de evenwichtspositie, waardoor compressie en expansie in het medium ontstaan. Er kan worden aangenomen dat ultrasoon geluid het medium in staat stelt vibrationele kinetische energie en potentiële vervormingsenergie te verwerven. De akoestische energie die het medium verkrijgt door ultrasone verstoring is de som van vibrationele kinetische energie en potentiële vervormingsenergie.

Terwijl ultrasoon geluid zich voortplant in een medium, plant energie zich ook voort. Als we een klein volume-element (dV) in het akoestische veld nemen, laten we het oorspronkelijke volume van het medium Vo zijn, de druk po en de dichtheid ρ 0. Het volume-element (dV) verkrijgt kinetische energie △ Ek door ultrasone vibratie; △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2

Δ Ek is kinetische energie, J; u is deeltjessnelheid, m/s； ρ 0 is de dichtheid van het medium, kg/m3； Vo is het oorspronkelijke volume, m3.

Een belangrijk kenmerk van ultrasoon geluid is het vermogen, dat veel sterker is dan gewone geluidsgolven. Dit is een van de belangrijke redenen waarom ultrasoon geluid op grote schaal in veel gebieden kan worden gebruikt.

Wanneer ultrasone golven een bepaald medium bereiken, vibreren de moleculen van het medium door de werking van ultrasone golven, en hun vibratiefrequentie is hetzelfde als die van ultrasone golven. De frequentie van de vibratie van de mediummoleculen bepaalt de snelheid van de vibratie, en hoe hoger de frequentie, hoe groter de snelheid. De energie die een mediummolecuul verkrijgt door vibratie is niet alleen gerelateerd aan de massa van het mediummolecuul, maar ook evenredig met het kwadraat van de vibratiesnelheid van het mediummolecuul. Dus, hoe hoger de frequentie van ultrasoon geluid, hoe hoger de energie die de mediummoleculen verkrijgen. De frequentie van ultrasoon geluid is veel hoger dan die van gewone geluidsgolven, dus ultrasoon geluid kan mediummoleculen veel energie geven, terwijl gewone geluidsgolven weinig effect hebben op mediummoleculen. Met andere woorden, ultrasoon geluid heeft veel meer energie dan geluidsgolven en kan voldoende energie leveren aan mediummoleculen.

Het verschil in frequentie en vermogen van ultrasoon geluid:

De frequentie en het vermogen van ultrasoon geluid zijn twee belangrijke parameters voor het meten van de prestaties ervan. Macroscopisch bepaalt het vermogen de intensiteit en het penetratievermogen van ultrasoon geluid, terwijl de frequentie de penetratiediepte en resolutie van ultrasoon geluid bepaalt.

Hoe hoger de frequentie, hoe korter de golflengte en hoe sterker de penetratie, maar hoe groter het vermogen, hoe sterker de geluidsenergie kan worden gegenereerd. In toepassingen wordt ultrasoon geluid dat in de medische sector wordt gebruikt voornamelijk met een laag vermogen en een hoge frequentie gebruikt, wat kan worden gebruikt voor echografie en behandeling; De ultrasone golven die in de industriële sector worden gebruikt, zijn voornamelijk met een hoog vermogen en een hoge frequentie, die kunnen worden gebruikt voor verwerking, reiniging, meting, enz. De frequentie en het vermogen van ultrasoon geluid zijn twee belangrijke indicatoren van de prestaties van ultrasoon geluid. Het kiezen van de juiste ultrasone parameters kan beter voldoen aan de toepassingsvereisten.