Ультразвук - це звукова хвиля з частотою вище 20 000 Гц. Має хорошу спрямованість, сильну проникаючу здатність і легко концентрується. Він може долати великі відстані у воді та використовується для вимірювання дальності, швидкості, очищення, зварювання, дроблення каменів, стерилізації та дезінфекції. Він має багато застосувань у медицині, армії, промисловості та сільському господарстві. Ультразвук отримав свою назву через нижню межу частоти, яка приблизно дорівнює верхній межі людського слуху.
Коли звуковий тиск або інтенсивність знижуються до певного рівня, бульбашка швидко розширюється, а потім раптово згортається. Під час цього процесу, коли бульбашка руйнується, генерується ударна хвиля, що створює тиск 10¹²-10¹³ Па та локальну температуру навколо бульбашки. Цей величезний тиск, створюваний ультразвуковою кавітацією, може руйнувати нерозчинний бруд, змушуючи його розпадатися в розчині. Кавітація парового типу безпосередньо і багаторазово впливає на бруд.
З одного боку, це порушує зчеплення бруду з поверхнею деталі, що очищається; з іншого боку, це спричиняє втомне пошкодження шару бруду, спричиняючи його відшарування. Вібрація бульбашок газу стирає тверду поверхню; як тільки шар бруду має щілину, бульбашки негайно «свердлять» і вібрують, змушуючи шар бруду відпадати. Завдяки кавітації дві рідини швидко диспергуються та емульгуються на межі розділу. Коли тверді частинки покриваються маслом і прилипають до поверхні деталі, що очищається, масло емульгується, і тверді частинки відриваються самостійно. Коли ультразвук поширюється в очищувальній рідині, він генерує змінний позитивний і негативний звуковий тиск, утворюючи струмінь, що вдаряє в очищувану частину. Одночасно, завдяки нелінійним ефектам, він генерує акустичний потік і мікро-акустичний потік, тоді як ультразвукова кавітація на межі твердого-рідини створює високо-швидкісні мікро-струменеві потоки. Усі ці ефекти можуть розщепити бруд, видалити або послабити прикордонні шари бруду, збільшити перемішування та дифузію, прискорити розчинення розчинного бруду та посилити очисний ефект хімічних очисних засобів. Таким чином, очевидно, що скрізь, де може проникнути рідина і існує звукове поле, є ефект очищення. Ця технологія особливо підходить для очищення деталей із дуже складною формою поверхні. Зокрема, використання цієї технології може зменшити кількість використовуваних хімічних розчинників, тим самим значно зменшивши забруднення навколишнього середовища.
Друга ультразвукова хвиля поширюється через рідину, змушуючи рідину та ємність для очищення разом вібрувати на частоті ультразвуку. Кожна вібрація, включно з рідиною та резервуаром, має свою власну частоту, яка є частотою звукової хвилі, отже, гудіння.
Крім того, під час ультразвукового очищення бульбашки, видимі неозброєним оком, не є бульбашками вакуумних ядер, а скоріше бульбашками повітря. Ці бульбашки повітря перешкоджають кавітації, знижуючи ефективність очищення. Тільки коли бульбашки повітря в рідині повністю видалені, бульбашки вакуумних ядер кавітації можуть досягти свого оптимального ефекту.
