مفهوم کلمه آلتراسونیک یا فراصوت

 صوت یا صدا پدیده ای است که همه با آن آشنا هستند. صوت به صورت موج در محیط منتشر می شود و امواج صوتی بر خلاف نور برای انتشار حتماً نیاز به یک محیط مادی دارند که این محیط می تواند جامد، مایع و یا گاز باشد. یک موج صوتی در شکل زیر نشان داده شده است.

همانطور که مشاهده می شود صوت به صورت موج در محیط منتشر می شود و به فاصله دو نقطه مشابه بر روی این موج، طول موج می گویند. با توجه به ماهیت نوسانی موج، به تعداد نوسان یک موج در یک ثانیه فرکانس موج گفته می شود و این مشخصه موج با واحد هرتز شناخته می شود. گوش انسان از نظر  مشخصات مکانیکی و عصبی قادر به شنیدن فرکانس های صوتی در محدوده 20 هرتز تا 15 کیلوهرتز است و در بعضی افراد این بازه می تواند تا 20 کیلوهرتز هم برسد. به این محدوده فرکانسی، محدوده شنوایی انسان گفته می شود و اگر صوتی با فرکانس بالای 20 کیلوهرتز داشته باشیم به آن فراصوت یا آلتراسونیک(Ultrasonic) گفته می شود و به امواج صوتی با فرکانس زیر 20 هرتز فرو صوت (infrasonic) گفته می شود. با توجه به خواص فیزیکی هر محیط مانند چگالی و ... ، سرعت صوت در هر محیطی متفاوت می باشد. پس سرعت صوت یک مقدار ثابت نیست و در محیط های مختلف متفاوت می باشد. شایان ذکر است که مفاهیمی مانند سوپر سونیک و یا ساب سونیک به سرعت صوت ارتباط دارند و ارتباطی با فرکانس صوت ندارند.

با پیشرفت علم و پیشرفت روش های تولید و کنترل امواج آلتراسونیک، از این امواج برای کاربردهای مختلفی استفاده شده است و دانشمندان متوجه شده اند که این امواج می توانند بسیار کاربردی باشند. به عنوان مثال از این امواج در پزشکی برای تصویر برداری صوتی یا سونوگرافی  استفاده می شود و یا در صنعت برای انجام تست های غیر مخرب جوش که به اختصار UT گفته می شود استفاده می شوند. دامنه کاربرد این امواج بسیار وسیع می باشد و در شکل زیر بخشی از کاربردهای این امواج نشان داده شده است.

کاربردهای مختلف این امواج در دو دسته کلی قرار می گیرند. دسته اول اصطلاحاً فرکانس بالا و کم توان گفته می شود که فرکانس کاری این کاربردها بالای 100 کیلوهرتز و شدت توان مورد نیاز در این کاربردها  0.1 تا 1 وات بر سانتی متر مربع است. در این دسته از کاربردها مانند سونوگرافی قرار نیست که امواج آلتراسونیک بر محیطی که در آن منتشر می شوند تأثیری بگذارند و تنها از خواصی که انتشار این امواج در آن محیط از خود نشان می دهد استفاده می شود. به دسته دیگر این کاربردها اصطلاحاً فرکانس پایین و پرتوان گفته می شود که فرکانس کاری این دسته از کاربردها در محدوده 20 تا 100 کیلوهرتز و شدت توان در این کاربردها بالای 10 وات بر سانتی متر مربع است. در این دسته از کاربردها هدف از انتشار این امواج در محیط، ایجاد تغییر در محیط و تأثیر گذاری بر محیط است مانند تمیزکاری آلتراسونیک و یا جوشکاری آلتراسونیک. در شکل زیر بازه فرکانسی کاربردهای مختلف امواج آلتراسونیک نشان داده شده است.