تفاوت میان فرکانس و قدرت سونوگرافی

مقدمه به فرکانس فوق صوتي:

فرکانس سونوگرافی، تعداد دفعات انجام تغییرات دوره ای در هر واحد زمانی است و مقداری است که فرکانس حرکت دوره ای را توصیف می کند.معمولاً با علامت f نشان داده می شود، که واحد آن یک ثانیه و نماد s-1 است. به یاد سهم فیزیکدان آلمانی هرتز، واحد فرکانس به نام هرتز، که به اختصار "Hz" است، با نماد Hz نامگذاری شده است.هر جسمي فرکانسي داره که توسط خواص خودش مشخص ميشه و مستقل از دامنه ستمفهوم فرکانس نه تنها در مکانیک و صوتی استفاده می شود، بلکه به طور معمول در الکترومغناطیس، نوری و فناوری رادیویی نیز استفاده می شود.

زمان مورد نیاز برای یک ذره در یک محیط برای نوسان به جلو و عقب یک بار در موقعیت تعادل آن یک دوره نامیده می شود، که توسط T در ثانیه (s) نشان داده می شود.تعداد دفعاتی که یک ذره در یک ثانیه لرزش کامل می کند فرکانس نامیده می شود، که توسط f در چرخه در ثانیه نشان داده می شود، همچنین به عنوان هرتز (Hz) شناخته می شود. دوره و فرکانس معکوس نسبت به یکدیگر هستند، که توسط معادله زیر نشان داده می شود: f = 1 / T

رابطه بین طول موج (λ) و فرکانس امواج فوق صوتی در یک محیط این است: c=λ f

در این فرمول، c سرعت صدا، m/s، λ طول موج، m، f فرکانس، Hz است.

از این می توان دید که برای یک رسانه خاص، سرعت انتشار سونوگرافی ثابت است. هرچه فرکانس سونوگرافی بالاتر باشد، طول موج کوتاه تر است؛ برعکس،هرچه فرکانس سونوگرافی پایین تر باشد، طول موج بیشتر است.

مقدمه به قدرت فوق صوتي:

قدرت سونوگرافی به مقدار کار انجام شده توسط یک شی در واحد زمان اشاره دارد، که مقدار فیزیکی است که سرعت کار انجام شده را توصیف می کند. مقدار کار ثابت است،و هرچه زمان کوتاه تر باشد، هرچه مقدار قدرت بیشتر باشد. فرمول محاسبه قدرت این است: قدرت=کار/زمان. قدرت یک مقدار فیزیکی است که سرعت کار انجام شده را مشخص می کند.کار انجام شده در هر واحد زمان قدرت نامیده می شود.، که توسط P.

در فرآیند انتقال فوق صوتی، هنگامی که امواج فوق صوتی به یک رسانه ای که قبلاً ثابت است منتقل می شوند، ذرات رسانه در نزدیکی موقعیت تعادل به عقب و جلو تکان می خورند،باعث فشرده سازی و گسترش در محیط می شودمی توان بر این باور بود که سونوگرافی باعث می شود که محیط انرژی حرکتی ارتعاش و انرژی پتانسیل تغییر شکل را به دست آورد.انرژی صوتی به دست آمده توسط رسانه به دلیل اختلال فوق صوتی مجموع انرژی حرکتی ارتعاش و انرژی بالقوه تغییر شکل است.

همانطور که سونوگرافی در یک محیط گسترش می یابد، انرژی نیز گسترش می یابد. اگر ما یک عنصر حجم کوچک (dV) را در میدان صوتی بگیریم، اجازه دهید حجم اصلی محیط Vo باشد، فشار po باشد،و تراکم ρ 0عنصر حجم (dV) انرژی حرکتی △ Ek را به دلیل ارتعاش فوق صوتی به دست می آورد؛ △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2

Δ Ek انرژی حرکتی است، J؛ u سرعت ذرات است، m/s؛ ρ 0 تراکم محیط است، kg/m3؛ Vo حجم اصلی است، m3

یکی از ویژگی های مهم سونوگرافی قدرت آن است که بسیار قوی تر از امواج صوتی معمولی است. این یکی از دلایل مهم استفاده گسترده از سونوگرافی در بسیاری از زمینه ها است.

هنگامی که امواج ماوراء الصوت به یک محیط خاص می رسند، مولکول های محیط به دلیل عمل امواج ماوراء الصوت لرزش می کنند و فرکانس لرزش آنها با امواج ماوراء الصوت یکسان است.فرکانس لرزش مولکول های واسطه سرعت لرزش را تعیین می کند، و هرچه فرکانس بالاتر باشد، سرعت بیشتر است. انرژی به دست آمده توسط یک مولکول متوسط به دلیل ارتعاش نه تنها با جرم مولکول متوسط مرتبط است،اما همچنین متناسب با مربع سرعت ارتعاش مولکول متوسطبنابراین، هرچه فرکانس سونوگرافی بالاتر باشد، انرژی بدست آمده توسط مولکول های متوسط بالاتر است. فرکانس سونوگرافی بسیار بالاتر از امواج صوتی معمولی است.پس سونوگرافي مي تونه به مولکول هاي متوسط انرژي زيادي بدهدر حالی که امواج صوتی معمولی تأثیر کمی بر مولکول های متوسط دارند. به عبارت دیگر، سونوگرافی انرژی بسیار بیشتری نسبت به امواج صوتی دارد و می تواند انرژی کافی را برای مولکول های متوسط فراهم کند.

تفاوت فرکانس و قدرت سونوگرافی:

فرکانس و قدرت سونوگرافی دو پارامتر کلیدی برای اندازه گیری عملکرد آن است. از نظر کلان، قدرت شدت و توانایی نفوذ سونوگرافی را تعیین می کند.در حالی که فرکانس تعیین عمق نفوذ و وضوح از سونوگرافی.

هرچه فرکانس بالاتر باشد، طول موج کوتاه تر و نفوذ قوی تر باشد، اما هرچه قدرت بیشتر باشد، انرژی صوتی قوی تر تولید می شود.سونوگرافی که در زمینه پزشکی استفاده می شود عمدتاً کم قدرت و فرکانس بالاست، که می تواند برای بررسی و درمان سونوگرافی استفاده شود. امواج سونوگرافی مورد استفاده در زمینه صنعتی عمدتا قدرت بالا و فرکانس بالا هستند که می توانند برای پردازش، تمیز کردن،اندازه گیریفرکانس و قدرت سونوگرافی دو شاخص کلیدی عملکرد سونوگرافی هستند. انتخاب پارامترهای سونوگرافی مناسب می تواند نیازهای برنامه را بهتر برآورده کند.