Perbedaan Antara Frekuensi dan Kekuatan Ultrasonik

Pendahuluan Frekuensi Ultrasonik:

Frekuensi ultrasonik adalah jumlah kali ia menyelesaikan perubahan periodik per satuan waktu, dan merupakan kuantitas yang menggambarkan frekuensi gerakan periodik. Biasanya dilambangkan dengan simbol f, dengan satuan satu detik dan simbol s-1. Untuk memperingati kontribusi fisikawan Jerman Hertz, satuan frekuensi dinamai Hertz, disingkat "Hz", dengan simbol Hz. Setiap objek memiliki frekuensi yang ditentukan oleh propertinya sendiri yang independen dari amplitudo, yang disebut frekuensi alami. Konsep frekuensi tidak hanya diterapkan dalam mekanika dan akustik, tetapi juga umum digunakan dalam elektromagnetik, optik, dan teknologi radio.

Waktu yang dibutuhkan partikel dalam medium untuk berosilasi bolak-balik sekali pada posisi kesetimbangannya disebut periode, dilambangkan dengan T dalam detik (s); Jumlah kali partikel menyelesaikan getaran dalam 1 detik disebut frekuensi, dilambangkan dengan f dalam siklus per detik, juga dikenal sebagai Hertz (Hz). Periode dan frekuensi berbanding terbalik satu sama lain, dilambangkan dengan persamaan berikut: f=1/T

Hubungan antara panjang gelombang (λ) dan frekuensi gelombang ultrasonik dalam medium adalah: c=λ f

Dalam rumus, c adalah kecepatan suara, m/s； λ adalah panjang gelombang, m; f adalah frekuensi, Hz.

Dari sini, dapat dilihat bahwa untuk medium tertentu, kecepatan rambat ultrasonik adalah konstan. Semakin tinggi frekuensi ultrasonik, semakin pendek panjang gelombang; sebaliknya, semakin rendah frekuensi ultrasonik, semakin panjang panjang gelombang.

Pendahuluan Daya Ultrasonik:

Daya ultrasonik mengacu pada jumlah kerja yang dilakukan oleh suatu objek per satuan waktu, yang merupakan kuantitas fisik yang menggambarkan kecepatan kerja yang dilakukan. Jumlah kerja adalah konstan, dan semakin pendek waktunya, semakin besar nilai dayanya. Rumus untuk menghitung daya adalah: daya=kerja/waktu. Daya adalah kuantitas fisik yang mencirikan kecepatan kerja yang dilakukan. Kerja yang dilakukan per satuan waktu disebut daya, dilambangkan dengan P.

Dalam proses transmisi ultrasonik, ketika gelombang ultrasonik ditransmisikan ke medium yang sebelumnya diam, partikel medium bergetar bolak-balik di dekat posisi kesetimbangan, menyebabkan kompresi dan ekspansi dalam medium. Dapat dianggap bahwa ultrasonik memungkinkan medium untuk memperoleh energi kinetik getaran dan energi potensial deformasi. Energi akustik yang diperoleh medium karena gangguan ultrasonik adalah jumlah dari energi kinetik getaran dan energi potensial deformasi.

Saat ultrasonik merambat dalam medium, energi juga merambat. Jika kita mengambil elemen volume kecil (dV) dalam medan akustik, biarkan volume asli medium menjadi Vo, tekanannya menjadi po, dan densitasnya menjadi ρ 0. Elemen volume (dV) memperoleh energi kinetik △ Ek karena getaran ultrasonik; △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2

Δ Ek adalah energi kinetik, J; u adalah kecepatan partikel, m/s； ρ 0 adalah densitas medium, kg/m3； Vo adalah volume asli, m3.

Salah satu karakteristik penting ultrasonik adalah dayanya, yang jauh lebih kuat daripada gelombang suara biasa. Ini adalah salah satu alasan penting mengapa ultrasonik dapat digunakan secara luas di banyak bidang.

Ketika gelombang ultrasonik mencapai medium tertentu, molekul medium bergetar karena aksi gelombang ultrasonik, dan frekuensi getarannya sama dengan frekuensi gelombang ultrasonik. Frekuensi getaran molekul medium menentukan kecepatan getaran, dan semakin tinggi frekuensinya, semakin besar kecepatannya. Energi yang diperoleh oleh molekul medium karena getaran tidak hanya terkait dengan massa molekul medium, tetapi juga sebanding dengan kuadrat kecepatan getaran molekul medium. Jadi, semakin tinggi frekuensi ultrasonik, semakin tinggi energi yang diperoleh oleh molekul medium. Frekuensi ultrasonik jauh lebih tinggi daripada gelombang suara biasa, sehingga ultrasonik dapat memberikan banyak energi pada molekul medium, sementara gelombang suara biasa hanya sedikit berpengaruh pada molekul medium. Dengan kata lain, ultrasonik memiliki energi yang jauh lebih besar daripada gelombang suara dan dapat menyediakan energi yang cukup untuk molekul medium.

Perbedaan frekuensi dan daya ultrasonik:

Frekuensi dan daya ultrasonik adalah dua parameter kunci untuk mengukur kinerjanya. Secara makroskopis, daya menentukan intensitas dan kemampuan penetrasi ultrasonik, sedangkan frekuensi menentukan kedalaman penetrasi dan resolusi ultrasonik.

Semakin tinggi frekuensi, semakin pendek panjang gelombang, dan semakin kuat penetrasinya, tetapi semakin besar dayanya, semakin kuat energi suara yang dapat dihasilkan. Dalam aplikasi, ultrasonik yang digunakan di bidang medis terutama berdaya rendah dan berfrekuensi tinggi, yang dapat digunakan untuk pemeriksaan dan pengobatan ultrasonik; Gelombang ultrasonik yang digunakan di bidang industri terutama berdaya tinggi dan berfrekuensi tinggi, yang dapat digunakan untuk pemrosesan, pembersihan, pengukuran, dll. Frekuensi dan daya ultrasonik adalah dua indikator kunci kinerja ultrasonik. Memilih parameter ultrasonik yang sesuai dapat memenuhi persyaratan aplikasi dengan lebih baik.