Tần số hoạt động tối ưu của thiết bị siêu âm

Nói chung, tần số hoạt động của thiết bị siêu âm phải là tần số tạo ra hiệu quả ứng dụng tốt nhất. Ví dụ, hàn nhựa, kim loại và vật tư tiêu hao thường hoạt động tốt hơn ở tần số cao hơn, tuy nhiên đây không phải là vấn đề duy nhất cần xem xét.

Dao mổ siêu âm có thể cung cấp tốc độ cắt tối ưu ở 20 kHz. Tuy nhiên, thiết bị có thể quá lớn để bác sĩ phẫu thuật có thể thao tác thoải mái. Do đó, ngay cả khi tốc độ cắt giảm, có thể chọn tần số cao hơn để giảm kích thước của thiết bị.

Bởi vì các đầu dò tần số thấp - lớn hơn, cho phép khối lượng gốm lớn hơn, các hệ thống này có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn, có thể cần thiết cho các ứng dụng nhất định (ví dụ: hàn các bộ phận bằng nhựa lớn).

Các tần số thấp hơn có bước sóng dài hơn, dẫn đến ứng suất thấp hơn ở một biên độ nhất định. Do đó, nếu đầu dao phải hoạt động ở biên độ cao, nơi có thể xảy ra hiện tượng mỏi, thì tần số thấp hơn nên được ưu tiên.

Biên độ

Nếu yêu cầu đầu ra biên độ cao, nên sử dụng tần số thấp hơn. Điều này là do:

Đầu ra của bộ chuyển đổi cao hơn, do đó cần ít độ lợi hơn được tích hợp vào các thành phần ngăn xếp khác. Điều này mang lại sự linh hoạt hơn khi thiết kế các thành phần ngăn xếp khác này.

Vì ứng suất thấp hơn (ở trên), nó có thể hoạt động ở biên độ cao hơn mà không bị hỏng.

Tính khả dụng của thiết bị

Các ứng dụng siêu âm thường không nhạy cảm lắm với sự chênh lệch tần số vài kilohertz. Do đó, thông thường người ta thường tìm thấy các tần số có thể chấp nhận được khi không có - thiết bị giá -, thường ở mức tăng 5 kHz (ví dụ: 20 kHz, 25 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz). Ví dụ: một ứng dụng có thể có tần số tối ưu là 22,5 kHz, nhưng hoạt động có thể chấp nhận được ở 20 kHz hoặc 25 kHz.

Phí tổn

Thiết bị tần số - cao thường có giá thấp hơn thiết bị tần số - thấp.

Mạnh khỏe

Hầu hết mọi người có nhận thức hạn chế về âm thanh trên 18 kHz hoặc thậm chí 20 kHz. Tuy nhiên, vẫn có những trường hợp ngoại lệ. Ví dụ, một máy khâu siêu âm ban đầu được thiết kế cho tần số 20 kHz, nhưng một số nữ vận hành viên phàn nàn rằng họ nghe thấy tiếng rung. Cuối cùng, tần số đã được tăng thêm vài kilohertz để khắc phục sự cố.

Quy định của chính phủ

Theo thời gian, đã có nhiều quy định của chính phủ liên quan đến việc tiếp xúc với tiếng ồn. Nếu thiết bị siêu âm hoạt động ở tần số 18 kHz trở xuống, thường cần phải có vỏ bọc âm thanh hoặc thiết bị bảo vệ thính giác cá nhân để hạn chế tiếp xúc. Để tránh yêu cầu bảo vệ âm thanh, tần số hoạt động có thể được tăng lên một chút, mặc dù nó có thể không tối ưu cho ứng dụng.

Tuy nhiên, ngay cả một số ứng dụng chạy ở 20 kHz hoặc cao hơn vẫn tạo ra tiếng ồn có thể nghe được. Ví dụ, các ứng dụng xử lý chất lỏng có thể tạo ra lỗ hổng, tạo ra âm thanh rít. Ứng dụng của phích cắm - tạo ra tiếng ồn khi còi va chạm vào phích cắm kim loại - in. Tùy thuộc vào mức độ tiếp xúc, có thể cần phải có vỏ bọc âm thanh hoặc thiết bị bảo vệ thính giác cá nhân.