Увод у ултразвучну фреквенцију:
Фреквенција ултразвука је колико пута се периодична промена заврши у јединици времена, и то је величина која описује учесталост периодичног кретања. Обично се представља симболом ф, са јединицом од једне секунде и симболом с-1. У знак сећања на допринос немачког физичара Херца, људи су јединицу фреквенције назвали Херц, скраћено „Херц“, са симболом Хз. Сваки објекат има фреквенцију независну од амплитуде одређене његовим сопственим својствима, која се назива природна фреквенција. Концепт фреквенције се не примењује само у механици и акустици, већ се и обично користи у електромагнетици, оптици и радио технологији.
Време потребно да честица у медијуму једном осцилује напред-назад у равнотежном положају назива се период, изражен у Т и мерен у секундама (с); Број пута када честица заврши своју вибрацију у року од 1 секунде назива се фреквенција, представљена са ф, у циклусима у секунди, такође позната као Херц (Хз). Период и фреквенција имају узајамни однос један према другом, изражен на следећи начин: ф=1/Т
Таласна дужина ултразвука у медијуму (λ) Однос између фреквенције је: ц= λ Ф
У формули, ц је брзина звука, м/с; λ је таласна дужина, м; Ф је фреквенција, Хз.
Види се да је за одређени медијум брзина простирања ултразвука у њему константна. Што је већа фреквенција ултразвука, краћа је таласна дужина; обрнуто, што је фреквенција ултразвука нижа, то је дужина таласа.
Увод у ултразвучну снагу:
Снага ултразвука се односи на количину посла који објекат обави у јединици времена, односно снага је физичка величина која описује брзину обављеног посла. Количина рада је фиксна, а што је време краће, то је већа вредност снаге. Формула за израчунавање снаге је: снага=рад/време. Снага је физичка величина која карактерише брзину обављеног посла. Рад обављен у јединици времена назива се снага, изражена у П.
Током процеса преноса ултразвука, када се ултразвук преноси на претходно стационарни медијум, узрокује да честице медијума вибрирају напред-назад близу равнотежног положаја, што резултира компресијом и експанзијом у медијуму. Може се рећи да ултразвук омогућава медијуму да добије вибрационе кинетичке енергије и потенцијалну енергију деформације. Енергија звука добијена у медијуму услед ултразвучног поремећаја је збир кинетичке енергије вибрације и потенцијалне енергије деформације.
Како се ултразвук шири у медијуму, шири се и енергија. Ако узмемо елемент мале запремине (дВ) у звучном пољу, нека првобитна запремина медијума буде Во, притисак по, а густина ρ {{0}} Добијена кинетичка енергија Δ Ек елементом запремине (дВ) услед ултразвучне вибрације; △ Ек=( ρ 0 Во) у2/2
△ Ек је кинетичка енергија, Ј; У је брзина честице, м/с; ρ 0 је средња густина, кг/м3; Во је оригинална запремина, м3.
Једна важна карактеристика ултразвука је његова снага, која је много снажнија од обичних звучних таласа. Ово је један од важних разлога зашто се ултразвук може широко користити у многим областима.
Када ултразвучни таласи стигну до одређене средине, молекули медијума вибрирају услед дејства ултразвучних таласа, а њихова фреквенција вибрација је иста као и фреквенција ултразвучних таласа. Фреквенција молекуларне вибрације медијума одређује брзину вибрације, а што је већа фреквенција, то је већа брзина. Енергија коју молекули медија добијају услед вибрације није повезана само са масом молекула средине, већ је и директно пропорционална квадрату брзине вибрације молекула средине. Дакле, што је већа фреквенција ултразвука, то је већа енергија коју добијају средњи молекули. Фреквенција ултразвука је много већа од фреквенције обичних звучних таласа, тако да ултразвук може дати средњим молекулима много енергије, док обични звучни таласи имају мали утицај на средње молекуле. Другим речима, ултразвук има много већу енергију од звучних таласа и може обезбедити довољно енергије средњим молекулима.
Разлика између фреквенције и снаге ултразвука:
Фреквенција и снага ултразвука су два кључна параметра за мерење његовог учинка. Из макро перспективе, снага одређује интензитет и пропусност ултразвука, док фреквенција одређује дубину и резолуцију продора ултразвука.
Што је фреквенција већа, таласна дужина је краћа, продор је јачи, али је већа снага, што може произвести јачу звучну енергију. У апликацијама, ултразвук који се користи у медицинском пољу је углавном мале снаге и високе фреквенције, који се може користити за ултразвучни преглед и лечење; Ултразвучни таласи који се користе у индустријском пољу су углавном велике снаге и високе фреквенције, који се могу користити за обраду, чишћење, мерење итд. Фреквенција и снага ултразвука су два кључна показатеља ултразвучних перформанси. Одабир одговарајућих параметара ултразвука може боље испунити захтјеве апликације.
