Ondas ultrassônicas são vibrações mecânicas em sólidos ou fluidos. Eles são um tipo de onda mecânica diferente das ondas eletromagnéticas. A frequência de vibração geralmente excede a faixa audível da orelha humana em 20000 Hz, daí o nome ondas ultrassônicas. O limite superior de frequência de ultrassom é geralmente limitado pela capacidade de processamento de sinal do gerador - em alguns campos, já foram usadas frequências na faixa de gigahertz (vibrando mais de 1 bilhão de ciclos por segundo).
O ultrassom tem sido amplamente utilizado em vários campos, mas, por conveniência, geralmente os dividimos em duas categorias: ultrassom de baixa potência e alta potência. As principais aplicações do ultrassom de baixa potência incluem imagens médicas (como digitalização de fetos não nascidos) e testes não destrutivos (como detecção de trincas de rotina de estruturas de aeronaves). Observe que em ambos os casos, o ultrassom não terá nenhum impacto significativo no objeto digitalizado. Por outro lado, a produção de energia do ultrassom de alta potência será muito maior. Nossa empresa (Funsonic) produz principalmente esse tipo de produto, mas primeiro vamos dar uma olhada em um conjunto de números.
As aplicações de alta potência tendem a usar frequências de extremidade inferior (isto é, de 20kHz a aproximadamente 200 kHz). Isso ocorre porque a frequência limita o tamanho dos componentes vibratórios. De um modo geral, quanto menor a frequência, maior o tamanho e maior a potência que pode ser gerada. Pelo contrário, frequências mais altas (bem como ondas quadradas ou funções de etapa contendo harmônicas de alta frequência) são frequentemente usadas para aplicações de medição, pois comprimentos de onda mais curtos podem proporcionar maior precisão e estresse mecânico não é um problema nos estados de baixa potência.
Para maximizar sua eficácia, o ultrassom de alta potência geralmente requer o uso de tantas amplitudes quanto possível durante a aplicação. Especificamente, a amplitude é aumentada continuamente até que certos objetos (como plásticos, tecidos, partículas) sejam danificados. A faixa de amplitude típica é de cerca de 5 a 5 0 micrômetros (0. 005 a 0,05 milímetros). Não importa como você o medem, isso pode não parecer muito, mas pense nisso: um sistema ultrassônico operando com uma frequência de 20 kHz (20000 vezes por segundo) e 50 microns se move a uma aceleração cíclica de 80000 g (80000 vezes a gravidade da gravidade ). Há mais alguma coisa na terra que possa rivalizá -lo?
Uma pequena pergunta sobre amplitude: existe uma convenção na indústria de ultrassom para expressar amplitude de vibração usando o termo 'pico ao pico'. Um número que é o dobro da amplitude definida pela física (ou seja, ponto médio ao pico). Supondo que a maioria das pessoas que lê essas páginas não sejam especialistas em ultrassom, na realidade, se for um único valor de pico e requer pico para os números de pico, o X2 é suficiente.
