Calculadora de desvio Doppler de ultrassom

Ela aplica a aproximação usual de baixa velocidade: delta f = 2 f0 v cos(theta) / c. O fator dois representa o percurso do transdutor ao alvo e a volta do eco. Informe a frequência transmitida, a velocidade do alvo, a velocidade de propagação e o ângulo do feixe para obter o desvio, sua magnitude e a frequência refletida aproximada.

Por que o eco ultrassônico refletido tem desvio Doppler duplo

Uma medição de ultrassom por reflexão é diferente do exemplo unidirecional de um ouvinte diante de uma fonte móvel. Primeiro, o alvo em movimento encontra a onda incidente em uma taxa alterada. Em seguida, ele funciona como um refletor móvel e envia o eco de volta ao transdutor, criando uma segunda alteração. Quando a velocidade do alvo é muito menor que a velocidade do som, as duas mudanças se combinam em delta f = 2 f0 v cos(theta) / c. Nessa expressão, f0 é a frequência transmitida, v é a velocidade com sinal, theta é o ângulo entre feixe e movimento, e c é a velocidade de propagação. O fator dois é indispensável: sem ele, apenas um percurso seria modelado e o resultado seria metade do desvio esperado. Velocidade positiva indica aproximação do transdutor e aumenta a frequência recebida; velocidade negativa indica afastamento. A calculadora também fornece a magnitude absoluta. A fórmula é uma aproximação de engenharia para reflexão coerente com velocidade pequena em relação a c; não é uma equação Doppler relativística nem modela um espectro distribuído de espalhadores.

Mantenha frequência, velocidades e ângulo em unidades coerentes

Informe a frequência em hertz e as velocidades do alvo e da onda em metros por segundo. A velocidade de propagação padrão é 1540 m/s, valor nominal comum para tecidos moles, mas ela depende do material e das condições; substitua-a quando houver um valor medido mais adequado. A velocidade tem sinal: use valor positivo para movimento em direção ao transdutor e negativo para afastamento. O ângulo fica entre o feixe ultrassônico e a direção da velocidade. Em zero grau, o cosseno vale um e toda a velocidade axial contribui; em sessenta graus, contribui metade; em noventa graus, a componente axial ideal é zero. O intervalo aceito de zero a noventa graus mantém clara essa convenção. A resposta inclui beam_velocity_m_s, isto é, v cos(theta), e reflected_frequency_hz, que soma o desvio com sinal à frequência transmitida. Preserve as unidades indicadas: a calculadora não interpreta automaticamente megahertz nem converte centímetros por segundo. Por exemplo, informe 5 MHz como 5000000 Hz.

Interprete a resposta e reconheça os limites do modelo

O principal resultado, doppler_shift_hz, preserva a direção. Um número positivo representa eco acima da frequência transmitida; um número negativo, eco abaixo dela. shift_magnitude_hz remove o sinal para planejamento de largura de banda e comparações. direction resume a direção, e round_trip_factor confirma que o modelo considerou ida e volta. O cálculo é determinístico, sem rede, aleatoriedade ou relógio, portanto entradas iguais geram o mesmo JSON arredondado no navegador e na API. Uma solicitação de API bem-sucedida custa US$ 0,002; falhas de validação não formam um cálculo válido. Trate a saída como o desvio Doppler ideal de uma única componente de velocidade. Equipamentos médicos ou de ensaio não destrutivo podem medir uma faixa de desvios devido a vários espalhadores, largura finita do feixe, refração, atenuação, ruído e incerteza angular. O erro de ângulo é especialmente relevante perto de noventa graus. A ferramenta não estima fluxo sanguíneo, diagnostica doenças, corrige aliasing, escolhe frequência de repetição de pulso nem substitui equipamento calibrado. Use-a para conferir equações, preparar testes e avaliar se um desvio combina com frequência, geometria, velocidade e meio conhecidos.