Efecte escalfador per ultrasons
Quan les ones ultrasòniques es propaguen al medi, a causa de la fricció interna del medi de propagació, una part de l'energia de les ones sonores serà absorbida pel medi i convertida en energia calorífica per augmentar la temperatura del medi. En comparació amb altres mètodes d’escalfament, aquest mètode d’escalfament aconsegueix el mateix efecte. Aquest efecte d’augmentar la temperatura del medi s’anomena efecte tèrmic de l’ecografia.
Quan les ones ultrasòniques es propaguen al medi, les ones sonores de gran amplitud formaran ones de xoc periòdiques amb una superfície d’ona de dents de serra, provocant un gran gradient de pressió a la superfície de l’ona. L'energia de vibració és absorbida contínuament i convertida en calor pel medi per augmentar la temperatura del medi. L'energia absorbida pot augmentar la temperatura global del medi i la temperatura local fora del límit. Al mateix temps, a causa de la vibració ultrasònica, el medi produeix una forta oscil·lació d’alta freqüència i el medi es frega entre si per generar calor, cosa que pot augmentar la temperatura del medi sòlid i fluid. Quan les ones ultrasòniques penetren a la interfície de dos suports diferents, l'augment de temperatura és més gran. Això és degut a que la impedància característica de la interfície és diferent, cosa que provocarà la reflexió, formant una ona estacionària, provocant friccions entre molècules i escalfament.
L’acció tèrmica dels ultrasons pot produir dues formes d’efectes tèrmics. Un és l’efecte tèrmic produït per ones contínues i l’altre és l’efecte tèrmic instantani. L’efecte tèrmic de l’ona contínua es deu a l’absorció de la pèrdua de fricció mitjana i interna. L'acció contínua de l'ecografia en un període de temps determinat provoca un augment de la temperatura a la zona del camp sonor del medi. L’efecte tèrmic instantani es refereix principalment a l’alta temperatura instantània generada pel tancament de la bombolla de cavitació.
El mecanisme tèrmic dels ultrasons té els aspectes següents:
La transició es produeix quan la vibració ultrasònica passa pel medi;
El punt mitjà es contrau periòdicament, de manera que el centre d'augment de temperatura es produeix en la fase de compressió de l'ona ultrasònica;
Es forma al límit de diferents teixits. A causa de l'estratificació dels teixits i de les diferents impedàncies dielèctriques, es generaran reflexions i es formaran ones estacionàries, provocant un moviment relatiu entre les molècules per generar fricció i formar calor. En aquest moment, hi haurà un augment de temperatura local a la posició corresponent de l’antinode de l’ona estacionària. .
Entre aquests factors, l’absorció del medi és el principal factor de formació de calor.
Com que no hi ha cap substància que pugui convertir tota l'energia sonora en energia mecànica i química, generarà calor més o menys, de manera que l'efecte tèrmic és una característica única de l'ecografia. L’efecte tèrmic dels ultrasons es pot manifestar com el escalfament global causat per l’ecografia, el calentament local al límit, el calentament local del front d’ona quan es forma l’ona de xoc, etc.
