Parametrii energetici ai ultrasunetelor

Energia cu ultrasunete este suma energiei cinetice a particulelor oscilante și energia potențială a deformării elastice a mediului. Ca orice altă energie, energia cu ultrasunete este măsurată în J (SI) și ergs (CGS); 1 J = 10 7 ergs.







Puterea acustică este energia transferată pe unitate de timp printr-o suprafață perpendiculară pe direcția de propagare a undei sonore. Puterea acustică este exprimată în wați (SI) sau ergs pe secundă (GHS); 1 W = 10 7 erg / s.

Intensitatea (puterea) de ultrasunete - fluxul de energie acustică pe unitatea de suprafață, perpendicular pe direcția de propagare a ultrasunetelor, sau cu alte cuvinte, puterea acustică pe unitatea de suprafață. I = W / St, unde W este energia de curgere cu ultrasunete care trece prin zona S în timp t. Intensitatea ultrasunetelor este asociată cu o amplitudine amplitudinea oscilațiilor alternativ de presiune acustică și vitezei particulelor mediului de vibrație.

Dependența intensității ultrasunetelor de amplitudine este exprimată prin formula:
I = 1/2 r c w 2 A 2. unde r este densitatea mediului;
c este viteza de propagare a undelor ultrasonice;
w este frecvența circulară;
A este amplitudinea oscilațiilor.

Raportul dintre intensitatea ultrasunetelor și valoarea presiunii acustice variabile (P) pentru un val ultrasonic plan este stabilit după cum urmează:






I = P / 2 r s.
Intensitatea ultrasunetelor este legată de viteza vibrațională a particulelor mediei prin relația:
I = r cv 2/2, v este viteza vibrațională a particulelor în mediu.

Intensitatea ultrasunetelor este măsurată în W / m2 (SI) și erg / (cm2) (CGS). 1 W / m2 = 10 3 erg / (cm2). În fizioterapie, intensitatea de W / cm 2 este folosită pentru intensitatea ultrasunetelor.

În medicină, se obișnuiește să se distingă trei intervale de intensități:
  1. 0,05 - 0,6 W / cm2 - nivel de intensitate scăzută;
  2. 0,6 - 1,2 W / cm 2 - nivelul mediu de intensitate;
  3. mai mult de 1,2 W / cm 2 - super-terapeutic, nivel ridicat de intensitate.
Comisia Electrotehnică Internațională a decis că intensitatea maximă din capul radiatorului aparatului terapeutic nu trebuie să depășească 3 W / cm2.

Pentru determinarea puterii (N) a radiatorului acustic al oricărui aparat cu ultrasunete, intensitatea ultrasunetelor (W / cm2) se înmulțește cu suprafața capului emis (cm 2):
N = IoS.
Energia absorbită într-o unitate de volum se numește doza fizică (D):
D = ItS / V, unde I este intensitatea oscilațiilor ultrasonice care intră pe suprafața scanată a corpului;
t - ora scorului;
S este zona suprafeței iradiate a corpului;
V este volumul de țesuturi corporale expuse.
Această formulă oferă doar valoarea medie a dozei, în timp ce valoarea reală la un anumit punct de țesut sonicată poate diferi de la media câtorva zeci sau sute de ori datorită distribuției inegale a energiei ultrasonice în orice obiect.

În timpul propagării undelor ultrasonice plane într-un mediu, intensitatea ultrasunetelor (I) scade cu distanța de la sursa de radiație conform formulei:
I = I0 e-2ax. unde I0 este intensitatea inițială;
x este distanța de la sursă;
a este coeficientul de absorbție a sunetului în mediu;
e este baza logaritmului natural al coeficientului de absorbție a ultrasunetelor, se exprimă în unități inverse de lungime (cm -1; m -1) sau în decibeli pe unitatea de lungime (cm; m); cu 1 cm-1 = 8,68 dB / cm.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: