Ultrasunetele este o undă sonoră cu o frecvență mai mare de 20.000 Hz. Are o direcționalitate bună, o putere de penetrare puternică și este ușor de concentrat. Poate parcurge distanțe lungi în apă și este utilizat pentru măsurarea vitezei, curățarea, sudarea, zdrobirea pietrei, sterilizarea și dezinfecția. Are multe aplicații în medicină, armată, industrie și agricultură. Ecografia este numită pentru limita sa inferioară de frecvență, care este aproximativ egală cu limita superioară a auzului uman.
Când presiunea sau intensitatea sunetului este redusă la un anumit nivel, bula se va extinde rapid și apoi se va prăbuși brusc. În timpul acestui proces, în momentul în care bula se prăbușește, este generată o undă de șoc, creând o presiune de 10¹²-10¹³ Pa și o temperatură localizată în jurul bulei. Această presiune enormă generată de cavitația ultrasonică poate descompune murdăria insolubilă, determinând-o să se dezintegreze în soluție. Cavitația de tip vapori afectează direct și în mod repetat murdăria.
Pe de o parte, perturbă aderența dintre murdărie și suprafața piesei de curățat; pe de altă parte, provoacă deteriorarea prin oboseală a stratului de murdărie, determinând desprinderea acestuia. Vibrația bulelor de gaz freacă suprafața solidă; odată ce stratul de murdărie are un gol, bulele imediat „găuriază” și vibrează, determinând căderea stratului de murdărie. Datorită cavitației, cele două lichide se dispersează rapid și se emulsionează la interfață. Când particulele solide sunt acoperite cu ulei și aderă la suprafața piesei care este curățată, uleiul este emulsionat, iar particulele solide se desprind de la sine. Atunci când ultrasunetele se propagă în fluidul de curățare, generează o presiune sonoră alternativă pozitivă și negativă, formând un jet care afectează piesa care este curățată. Simultan, datorită efectelor neliniare, generează flux acustic și micro-flux acustic, în timp ce cavitația ultrasonică la interfața solid-lichidă produce fluxuri cu micro{-jet de viteză mare. Toate aceste efecte pot descompune murdăria, pot îndepărta sau slăbi straturile limită de murdărie, pot crește agitarea și difuzia, pot accelera dizolvarea murdăriei solubile și pot spori efectul de curățare al agenților de curățare chimici. Prin urmare, este evident că acolo unde lichidul poate pătrunde și există un câmp sonor, există un efect de curățare. Această tehnologie este potrivită în special pentru curățarea pieselor cu forme de suprafață foarte complexe. În special, utilizarea acestei tehnologii poate reduce cantitatea de solvenți chimici utilizați, reducând astfel semnificativ poluarea mediului.
A doua undă ultrasonică se propagă prin lichid, determinând ca lichidul și rezervorul de curățare să vibreze împreună la frecvența ultrasonică. Fiecare vibrație, inclusiv lichidul și rezervorul, are propria sa frecvență naturală, care este frecvența undei sonore, de aici și sunetul zumzăit.
Mai mult, în timpul curățării cu ultrasunete, bulele vizibile cu ochiul liber nu sunt bule de nuclee de vid, ci mai degrabă bule de aer. Aceste bule de aer inhibă cavitația, reducând eficiența curățării. Numai atunci când bulele de aer din lichid sunt complet îndepărtate, bulele de nuclee de vid de cavitație își pot obține efectul optim.
