Ultraljud är en ljudvåg med en frekvens högre än 20 000 Hz. Den har bra riktning, stark penetreringskraft och är lätt att koncentrera sig. Den kan resa långa sträckor i vatten och används för avståndsmätning, hastighetsmätning, rengöring, svetsning, stenkrossning, sterilisering och desinfektion. Det har många tillämpningar inom medicin, militär, industri och jordbruk. Ultraljud är uppkallat efter sin nedre frekvensgräns, som är ungefär lika med den övre gränsen för mänsklig hörsel.
När ljudtrycket eller intensiteten reduceras till en viss nivå kommer bubblan snabbt att expandera och sedan plötsligt kollapsa. Under denna process, i samma ögonblick som bubblan kollapsar, genereras en stötvåg som skapar ett tryck på 10¹²-10¹³ Pa och en lokaliserad temperatur runt bubblan. Detta enorma tryck som genereras av ultraljudskavitation kan bryta ner olöslig smuts, vilket gör att den sönderfaller i lösningen. Kavitationen av ångtyp påverkar direkt och upprepade gånger smutsen.
Å ena sidan stör det vidhäftningen mellan smuts och ytan på den del som ska rengöras; å andra sidan orsakar det utmattningsskador på smutsskiktet, vilket gör att det lossnar. Vibrationen av gasbubblor skrubbar den fasta ytan; när smutsskiktet har en lucka, "borrar bubblorna in" omedelbart och vibrerar, vilket gör att smutsskiktet faller av. På grund av kavitation dispergerar de två vätskorna snabbt och emulgerar vid gränsytan. När fasta partiklar beläggs med olja och fäster vid ytan av den del som ska rengöras, emulgeras oljan och de fasta partiklarna lossnar av sig själva. När ultraljud fortplantar sig i rengöringsvätskan genererar det omväxlande positivt och negativt ljudtryck, vilket bildar en stråle som påverkar delen som ska rengöras. Samtidigt, på grund av olinjära effekter, genererar den akustiskt flöde och mikro-akustiskt flöde, medan ultraljudskavitation vid det fasta-vätskegränssnittet producerar höghastighetsmikro-jetströmmar. Alla dessa effekter kan bryta ner smuts, ta bort eller försvaga gränssmutsskikt, öka omrörning och diffusion, påskynda upplösningen av löslig smuts och förbättra rengöringseffekten av kemiska rengöringsmedel. Därför är det uppenbart att varhelst vätska kan tränga in och ett ljudfält finns, finns det en rengörande effekt. Denna teknik är särskilt lämplig för rengöring av delar med mycket komplexa ytformer. Speciellt kan användningen av denna teknik minska mängden kemiska lösningsmedel som används och därigenom avsevärt minska miljöföroreningarna.
Den andra ultraljudsvågen fortplantar sig genom vätskan, vilket gör att vätskan och rengöringstanken vibrerar tillsammans vid ultraljudsfrekvensen. Varje vibration, inklusive vätskan och tanken, har sin egen naturliga frekvens, vilket är ljudvågsfrekvensen, därav det surrande ljudet.
Vidare, under ultraljudsrengöring, är bubblorna som är synliga för blotta ögat inte vakuumkärnbubblor, utan snarare luftbubblor. Dessa luftbubblor hämmar kavitation, vilket minskar rengöringseffektiviteten. Först när luftbubblorna i vätskan är helt avlägsnade kan kavitationsbubblornas vakuumkärnor uppnå sin optimala effekt.
