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超声波能量如何计算有没有具体的计算公式 超声波的声强为什么与频率平方成正比可以给出推导过程吗

2023-05-23 06:58:46 互联网 未知 科技

 超声波能量如何计算有没有具体的计算公式 超声波的声强为什么与频率平方成正比可以给出推导过程吗

超声波能量如何计算?有没有具体的计算公式?

超声波能量无法计算,但可以使用超声波热量表进行测量。
超声波热量表通过超声波的方法测量流量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热能量的仪表。它通过两种传感器测得的物理量——热载体的流量和进出口的温度,再经过密度和热焓值的补偿及积分计算,才能得到热量值。它是一种以微处理器和高精度传感器为基础的机电一体化产品。
1、超声波速差法(时差法)原理:是依靠超声波信号在流体中传播的时间差,来测量流体流量。
2、当超声波速在流体中传播时,流体的流动将使超声波信号的传播速度发生传播的时间差。时间差的大小与流体的流速成正比关系。由此,便可测量流体流量。

扩展资料:
超声波的两个主要参数:
1、频率:F≥20KHz(在实际应用中因为效果相似,通常把F≥15KHz的声波也称为超声波);
2、功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2),通常p≥0.3w/cm2。
在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时;
其功率密度为0.35w/cm2,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。
此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。

参考资料来源:百度百科-超声波原理
参考资料来源:百度百科-超声波热量表
参考资料来源:百度百科-超声波

超声波的声强为什么与频率平方成正比?可以给出推导过程吗?

定义:声波平均能流密度的大小叫声强。

声强对面积积分,则为单位时间内通过一定面积的的声波能量,因具有功率的单位,又叫做声功率。声功率通常还很小,一个人说话的声功率仅约10^-5W,故一千万人同时说话,也只100W。人们发声所消耗的能量绝大部分均转化为其他形式例如热运动的能量,用于发声的仅约1%。
声传播时也伴随着能量的传播.用单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量(声波的能量流密度)表示.声强的单位是瓦/平方米.声强的大小与声速、声波的频率的平方、振幅的平方成正比.超声波的声强大是因为其频率很高,炸弹爆炸的声强大是因为振幅大.
声音强度由振动幅度的大小决定,以能量来计算称声强,以压力计算表示时称声压。声强(I)与声压(P)的关系为:
I=(P^2)/(ρv) (此时P为有效值,若P为幅值,则 I=(P^2)/(2ρv) )
其中ρ-介质密度,v-声速
公式
w=U^2*Ra.
W——声功率。U——流体的体积速度。Ra——声源的辐射电阻
声强又常以声功率Lw表示。
希望能帮助你,谢谢!

声波的能量如何计算

答:
用声波的平均能流密度,就是用单位时间流经某处单位面积介质的能量的平均值(一个周期内)的多少来表示这个地方声音的能量(强度)。
公式为:(P*w*w*u*A*A)/2,P为介质密度,w声音频率,A为振幅,u为波速。
推导的方法是,计算出该处单位体积介质在某刻的弹性势能和动能的和,求其一个周期内平均值后除以时间(一个周期)和截面积。
它的单位是W/m`2,即瓦特每平方米。
其与基准声强比的对数就是常用的声强单位贝尔(更常用的是十分之贝尔,分贝)。
或者希望知道的是发声体的能量,这只需要计算发声体震动的功率即可,要注意计算应在一个周期内取平均值,或者仅仅计算瞬时能量也可。