Calculadora de desplazamiento Doppler por ultrasonido

Aplica la aproximación habitual para velocidades bajas: delta f = 2 f0 v cos(theta) / c. El factor dos representa el trayecto desde el transductor hasta el objetivo y el regreso del eco. Introduzca la frecuencia emitida, la velocidad del objetivo, la velocidad de propagación y el ángulo del haz para obtener el desplazamiento, su magnitud y la frecuencia reflejada aproximada.

Por qué el eco ultrasónico reflejado duplica el desplazamiento Doppler

Una medición ultrasónica por reflexión no equivale al ejemplo unidireccional de un oyente ante una fuente móvil. Primero, el objetivo en movimiento recibe la onda incidente a una tasa modificada. Después actúa como reflector móvil y devuelve el eco al transductor, lo que introduce un segundo cambio. Cuando la velocidad del objetivo es mucho menor que la del sonido, ambos cambios se combinan como delta f = 2 f0 v cos(theta) / c. Aquí f0 es la frecuencia emitida, v es la velocidad con signo, theta es el ángulo entre el haz y el movimiento, y c es la velocidad de propagación. Omitir el factor dos representaría un solo trayecto y produciría la mitad del desplazamiento esperado. Una velocidad positiva indica aproximación al transductor y eleva la frecuencia devuelta; una negativa indica alejamiento y genera un desplazamiento negativo. La calculadora también ofrece la magnitud absoluta. La expresión es una aproximación técnica para una reflexión coherente y velocidades pequeñas respecto de c; no es una ecuación Doppler relativista ni describe un espectro distribuido de dispersores.

Use unidades coherentes para frecuencia, velocidades y ángulo

Introduzca la frecuencia en hercios y la velocidad del objetivo y de la onda en metros por segundo. El valor predeterminado de propagación es 1540 m/s, una referencia habitual para tejidos blandos; sustitúyalo si dispone de un valor medido para el material y las condiciones reales. La velocidad lleva signo: positiva hacia el transductor y negativa en sentido contrario. El ángulo se mide entre el haz ultrasónico y la dirección del movimiento. A cero grados, el coseno vale uno y participa toda la velocidad axial; a sesenta grados participa la mitad; a noventa grados el componente axial ideal es cero. El intervalo admitido, de cero a noventa grados, evita ambigüedades en esta convención. El resultado incluye beam_velocity_m_s, equivalente a v cos(theta), y reflected_frequency_hz, que suma el desplazamiento con signo a la frecuencia emitida. Mantenga las unidades indicadas: la herramienta no interpreta automáticamente megahercios ni convierte centímetros por segundo. Por ejemplo, introduzca 5 MHz como 5000000 Hz.

Interprete el resultado y conozca los límites del modelo

El campo principal, doppler_shift_hz, conserva el sentido del movimiento. Un valor positivo corresponde a un eco por encima de la frecuencia emitida y uno negativo a un eco inferior. shift_magnitude_hz elimina el signo para planificar ancho de banda o comparar valores. direction resume el resultado, mientras round_trip_factor confirma el uso de ambos trayectos. El cálculo es determinista y no utiliza red, azar ni reloj: las mismas entradas producen el mismo JSON redondeado en navegador y API. Una solicitud API correcta cuesta $0.002; una validación fallida no es un cálculo válido. Considere la salida como el desplazamiento ideal de un único componente de velocidad. Los equipos médicos o de ensayos no destructivos pueden observar un rango de frecuencias por dispersores múltiples, anchura del haz, refracción, atenuación, ruido e incertidumbre angular. El error angular es crítico cerca de noventa grados. Esta herramienta no estima caudal sanguíneo, diagnostica enfermedades, corrige aliasing ni sustituye equipos calibrados. Úsela para verificar ecuaciones, preparar pruebas, estimar ancho de banda y comprobar la coherencia entre frecuencia, geometría, velocidad y medio.