O ultrassom é uma onda sonora com frequência superior a 20.000 Hz. Possui boa direcionalidade, forte poder de penetração e é fácil de concentrar. Ele pode percorrer longas distâncias na água e é usado para medição de velocidade, limpeza, soldagem, britagem de pedras, esterilização e desinfecção. Tem muitas aplicações na medicina, militar, indústria e agricultura. O ultrassom tem esse nome devido ao seu limite inferior de frequência, que é aproximadamente igual ao limite superior da audição humana.
Quando a pressão ou intensidade sonora é reduzida a um determinado nível, a bolha se expande rapidamente e, de repente, entra em colapso. Durante esse processo, no instante em que a bolha entra em colapso, uma onda de choque é gerada, criando uma pressão de 10¹²-10¹³ Pa e uma temperatura localizada ao redor da bolha. Esta enorme pressão gerada pela cavitação ultrassônica pode quebrar a sujeira insolúvel, fazendo com que ela se desintegre na solução. A cavitação do tipo vapor impacta direta e repetidamente a sujeira.
Por um lado, perturba a aderência entre a sujidade e a superfície da peça a ser limpa; por outro lado, provoca danos por fadiga na camada de sujidade, provocando o seu desprendimento. A vibração das bolhas de gás esfrega a superfície sólida; uma vez que a camada de sujeira apresenta uma lacuna, as bolhas imediatamente "perfuram" e vibram, fazendo com que a camada de sujeira caia. Devido à cavitação, os dois líquidos se dispersam e emulsionam rapidamente na interface. Quando as partículas sólidas são revestidas com óleo e aderem à superfície da peça a ser limpa, o óleo é emulsionado e as partículas sólidas se desprendem por si mesmas. Quando o ultrassom se propaga no fluido de limpeza, gera pressão sonora alternada positiva e negativa, formando um jato que atinge a peça a ser limpa. Simultaneamente, devido a efeitos não lineares, ele gera fluxo acústico e micro{5}}fluxo acústico, enquanto a cavitação ultrassônica na interface sólido-líquido produz micro-fluxos de jato de alta-velocidade. Todos esses efeitos podem quebrar a sujeira, remover ou enfraquecer as camadas limite de sujeira, aumentar a agitação e a difusão, acelerar a dissolução da sujeira solúvel e aumentar o efeito de limpeza dos agentes químicos de limpeza. Portanto, é evidente que onde quer que o líquido possa penetrar e exista um campo sonoro, existe um efeito de limpeza. Esta tecnologia é particularmente adequada para a limpeza de peças com formatos de superfície muito complexos. Especialmente, o uso desta tecnologia pode reduzir a quantidade de solventes químicos utilizados, reduzindo significativamente a poluição ambiental.
A segunda onda ultrassônica se propaga através do líquido, fazendo com que o líquido e o tanque de limpeza vibrem juntos na frequência ultrassônica. Cada vibração, incluindo o líquido e o tanque, tem sua própria frequência natural, que é a frequência da onda sonora, daí o zumbido.
Além disso, durante a limpeza ultrassônica, as bolhas visíveis a olho nu não são bolhas de núcleos de vácuo, mas sim bolhas de ar. Estas bolhas de ar inibem a cavitação, reduzindo a eficiência da limpeza. Somente quando as bolhas de ar no líquido são completamente removidas as bolhas de cavitação dos núcleos de vácuo podem atingir seu efeito ideal.
