ପରମାଣୁ ସ୍ପ୍ରେ କରିବାରେ କଣିକା ଆକାର ଉପରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିର ପ୍ରଭାବ

ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ନୋଜଲ୍ ଏକ ପ୍ରକାରର ଆଟୋମାଇଜର ଯାହା ନୋଜଲ୍ ଟିପ୍‌ରେ ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି କମ୍ପନ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ପାଇଜୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଟ୍ରାନ୍ସଡ୍ୟୁସର ବ୍ୟବହାର କରେ, ଯାହା ତରଳ ଫିଲ୍ମରେ କୈଶିକ ତରଙ୍ଗ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଯେତେବେଳେ ଏହି ତରଙ୍ଗଗୁଡ଼ିକର ଆମ୍ପ୍ଲିଚ୍ୟୁଡ୍ ଏକ ଜରୁରୀ ଶିଖରରେ ପହଞ୍ଚିଥାଏ (ଜେନେରେଟର ଦ୍ୱାରା ସଜ୍ଜିତ ଶକ୍ତି ଡିପ୍ଲୋମାର ବ୍ୟବହାର ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ), ସେମାନେ ନିଜକୁ ଧରି ରଖିବା ପାଇଁ ଅତ୍ୟଧିକ ବନ୍ଦ ହୋଇଯାଆନ୍ତି, ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ତରଙ୍ଗ ଟିପ୍ ଛୋଟ ଛୋଟ ବୁନ୍ଦା ଛାଡ଼ିଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଆଟୋମାଇଜେସନ୍ ହୋଇଥାଏ।

ପରମାଣୁଯୁକ୍ତ ବୁନ୍ଦାର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ମାପକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ସବୁଠାରୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ହେଉଛି କମ୍ପନ ଆବୃତ୍ତି, ପୃଷ୍ଠତଳ ଟେନସନ୍ ଏବଂ ତରଳ ସାନ୍ଦ୍ରତା। ସାଧାରଣତଃ, ଆବୃତ୍ତିର ପରିସର 25-180 kHz ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ମଣିଷର ଶ୍ରବଣର ପରିସର ଅତିକ୍ରମ କରିଥାଏ। ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତି ସୂକ୍ଷ୍ମ ପରମାଣୁଯୁକ୍ତ କଣିକା ଉତ୍ପାଦନ କରେ।

ଡକ୍ୟୁମେଣ୍ଟ ଅନୁଯାୟୀ, ମଧ୍ୟମା ବୁନ୍ଦା ମାପ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ସହିତ ବିପରୀତ ସମାନୁପାତିକ; ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ମଧ୍ୟମା ବୁନ୍ଦା ପରିମାଣ ହ୍ରାସ ପାଏ। ତଥାପି, ତରଳର ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ଘନତା ଅତିରିକ୍ତ ଭାବରେ ବୁନ୍ଦା ଆକାର ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ। ସାଧାରଣତଃ, ବଡ଼ ବୁନ୍ଦାରେ ଅଧିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା ପ୍ରଭାବ ପଡ଼ିଥାଏ, ଯେତେବେଳେ ଛୋଟ ବୁନ୍ଦାରେ ଅଧିକ ଘନତା ପ୍ରଭାବ ପଡ଼ିଥାଏ। ଏହା ବ୍ୟତୀତ, ନୋଜଲ୍ ଡିଜାଇନ୍, ସ୍ପ୍ରେ କୋଣ, ତରଳ ପରି ପାରାମିଟର ପ୍ରବାହ ହାର ସହିତ ଯାଏ ଏବଂ ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ଅତିରିକ୍ତ ଭାବରେ ପରମାଣୁକରଣ ଗୁଣବତ୍ତା ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ।

ଗଣନା ସୂତ୍ର

ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ଗାଣିତିକ ସମୀକରଣ ଅନୁସାରେ, ବୁନ୍ଦା ମାପ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ: ସ୍ଥାନ f ହେଉଛି କମ୍ପନଶୀଳ ପୃଷ୍ଠର ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି, σ ହେଉଛି ତରଳର ପୃଷ୍ଠ ଚିନ୍ତା, ଏବଂ ρ ହେଉଛି ତରଳର ଘନତ୍ୱ। ଲାଙ୍ଗ ପରେ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଭାବରେ ଏହି ସମୀକରଣକୁ ପ୍ରମାଣିତ କଲେ ଏବଂ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଅଭିଜ୍ଞ ସମୀକରଣ ସ୍ଥାପନ କଲେ।

ମଧ୍ୟମା କଣିକା ଆକାର

ମଧ୍ୟମା କଣିକା ଆକାର କେତେ? ସଂଖ୍ୟାତ୍ମକ ମଧ୍ୟମା ବ୍ୟାସ ବୁନ୍ଦା ଆକାରର 50% କାରକକୁ ପରିଭାଷିତ କରେ; ଅର୍ଥାତ୍, ସ୍ପ୍ରେରେ ଥିବା ଅଧା ବୁନ୍ଦାର ବ୍ୟାସ ଏହି ମୂଲ୍ୟଠାରୁ ବଡ଼ ଏବଂ ଅନ୍ୟ ଅଧା ବୁନ୍ଦାର ବ୍ୟାସ ଏହି ମୂଲ୍ୟଠାରୁ ଛୋଟ।

ବୁନ୍ଦା ବଂଟନ ବୁନ୍ଦା ଜନସଂଖ୍ୟାକୁ ଆକାର ପରିସର (ଚ୍ୟାନେଲ) ର ଏକ ସେଟରେ ବିଭକ୍ତ କରି ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଚ୍ୟାନେଲ ମଧ୍ୟରେ ପଡୁଥିବା ବୁନ୍ଦାର ଅଂଶ ଗଣନା କରି ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଏ। ଚ୍ୟାନେଲ ପ୍ରସ୍ଥ 4 ମାଇକ୍ରୋନ ଭାବରେ ବାଛି ନିଆଯାଏ। ଡାହାଣ ପାର୍ଶ୍ୱରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା 60 kHz ନୋଜଲ୍ ବଣ୍ଟନ ପାଇଁ, 2% ବୁନ୍ଦା 10-14 ମାଇକ୍ରୋନ ପରିସରକୁ ଆଚ୍ଛାଦିତ କରୁଥିବା ଚ୍ୟାନେଲ ମଧ୍ୟରେ ପଡ଼େ, 4.5% 14-18 ମାଇକ୍ରୋନ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ପଡ଼େ, ଏବଂ ସେହିପରି।

ଯେହେତୁ ବୁନ୍ଦା ବ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକ ଏକ ଲଗାରିଦମିକ୍ ସ୍କେଲରେ ପ୍ଲଟ୍ କରାଯାଇଛି, ବ୍ୟାସ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ ଚ୍ୟାନେଲ ପ୍ରସ୍ଥ ସଙ୍କୁଚିତ ଦେଖାଯାଏ। ତଥାପି, ପ୍ରତ୍ୟେକ ଚ୍ୟାନେଲ 4 ମାଇକ୍ରୋନ ପ୍ରସ୍ଥ। ଶିଖର ବଣ୍ଟନର ମଧ୍ୟମ ବୁନ୍ଦା ବ୍ୟାସକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ।

ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ଆଟୋମାଇଜେସନ୍‌ରେ, ନୋଜଲ୍‌ର କମ୍ପନ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି, ତରଳର ପୃଷ୍ଠ ଟେନସନ୍ ଏବଂ ଏହାର ଘନତ୍ୱ ମାଧ୍ୟମରେ ବୁନ୍ଦା ମାପ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ। ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ହେଉଛି ସବୁଠାରୁ ଅପରିହାର୍ଯ୍ୟ କାରଣ; ଅଧିକ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଫଳରେ ମଧ୍ୟମ ବୁନ୍ଦା ବ୍ୟାସ ଛୋଟ ହୁଏ।

ସାଧାରଣତଃ କହିବାକୁ ଗଲେ, ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ନୋଜଲ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଉତ୍ପାଦିତ ବୁନ୍ଦା ମାପ ବଣ୍ଟନ ଏକ ସାଧାରଣ ବଣ୍ଟନ ବକ୍ର ଅନୁସରଣ କରେ। ଉପରୋକ୍ତ ଚାର୍ଟଟି ଏକ ପ୍ରକାର ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ଜଳ ପାଇଁ ସଂଚୟୀ ବୁନ୍ଦା ପରିମାଣ ବଣ୍ଟନକୁ ସୂଚାଇଥାଏ। ଏକ ସଠିକ ବୁନ୍ଦା ବଣ୍ଟନର ଅର୍ଥ ଏବଂ ମଧ୍ୟମା ବର୍ଣ୍ଣନା କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ପାରାମିଟର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ। ପରିସର ମଧ୍ୟମା ବ୍ୟାସ ହେଉଛି 50% ବୁନ୍ଦା ମାପ ବିନ୍ଦୁ, ଅର୍ଥାତ୍ ଅଧା ବୁନ୍ଦାର ବ୍ୟାସ ଏହି ମୂଲ୍ୟଠାରୁ ବଡ଼ ଏବଂ ଅଧା ବ୍ୟାସ ଏହି ମୂଲ୍ୟଠାରୁ ଛୋଟ।

ସଂଖ୍ୟା-ମାଧ୍ୟମ ବ୍ୟାସ ଏବଂ ଆୟତନ-ମାଧ୍ୟମ ବ୍ୟାସ ଉଭୟ ସାଧାରଣ ବ୍ୟାସ। ସଂଖ୍ୟା-ମାଧ୍ୟମ ବ୍ୟାସ ଏକ ସ୍ପ୍ରେ ପ୍ୟାଟର୍ଣ୍ଣରେ ସମସ୍ତ ବୁନ୍ଦାର ବ୍ୟାସକୁ ସମାହିତ କରି ଏବଂ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ବୁନ୍ଦା ବ୍ୟବହାର କରି ଏହାକୁ ଭାଗ କରି ଗଣନା କରାଯାଏ। ଆୟତନ-ମାଧ୍ୟମ ବ୍ୟାସ ଏକ ସ୍ପ୍ରେ ପ୍ୟାଟର୍ଣ୍ଣରେ ସମସ୍ତ ବୁନ୍ଦାର ଆୟତନକୁ ସମାହିତ କରି (ଆୟନ ବ୍ୟାସର ଘନଫଳ ସହିତ ସମାନୁପାତିକ), ଏହି ଯୋଗଫଳର ଘନମୂଳ ନେଇ, ଏବଂ ତାପରେ ବୁନ୍ଦାର ପରିସର ମାଧ୍ୟମରେ ବିଭାଜନ କରି ଗଣନା କରାଯାଏ।