超聲波在超聲波在本質上和聲波是一樣的，都是機械振動在彈性介質中的傳播過程，超聲波和聲波的區別僅在于頻率范圍的不同。聲波是指人耳能聽到的聲音，一般認為聲波的頻率在20～20000赫范圍內，而振動頻率超過20千赫以上的聲波則稱為超聲波。超聲波中振動頻率在100千赫以下的稱為低頻超聲波；振動頻率在100千赫以上到數十兆赫的稱為高頻超聲波。用于清洗的超聲波所采用的頻率為20～400千赫，屬于低頻及高頻超聲波的范圍。
超聲波清洗時，在超聲波的作用下，機械振動傳到清洗槽內的清洗液中，使清洗液體內交替出現疏密相間的振動，液體不斷受到拉伸和壓縮。疏的地方受到拉伸，形成微氣泡(空穴)；密的地方受到壓縮。由于清洗液內部受超聲波的振動而頻繁地拉伸和壓縮，其結果使微氣泡不斷地產生和不斷地破裂。微氣泡破裂時，周圍的清洗液以巨大的速度從各個方向伸向氣泡的中心，產生水擊。這種現象可以通過肉眼直接觀察到，即在清洗液中可以看到有劇烈活動的氣泡，而且清洗液上下對流。此時若將手指浸入清洗液中，則有強烈針刺的感覺。上述這種現象稱為超聲空化作用。
超聲清洗就是利用了空化作用的沖擊波，其清洗過程中由下列四個因素作用所引起。
(1)因空泡破滅時產生強大的沖擊波，污垢層在沖擊波的作用下被剝離下來，即分散及脫落。
(2)因空化現象產生，由沖擊形成的污垢層與表面之間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡與聲壓同步膨脹，收縮，產生像剝皮那樣的物理力重復作用于污垢層，污垢一層層被剝開，小氣泡再繼續向前推進，直到污垢層被剝下為止。這就是空化二次效應。
(3)超聲清洗中清洗液的超聲振動本身對清洗的作用力
(4)清洗劑也溶解了污垢，產生乳化分散的化學力。
(5)空化閡與介質的粘滯性有關，粘度大，表面張力大，空化閡高。
(6)空化閡與液體含氣量有關，含氣量越少，空化閡越高。
(7)空化閡與清洗液溫度有關，清洗液溫度升高，對空化有利。但清洗液溫度過高時，氣泡中蒸氣壓增大，因在氣泡閉合期增強了緩沖作用而使空化減弱。而溫度還與清洗液的溶解度有關。對于水清洗液較適宜的溫度約為60度。
在超聲空化作用一定時間后，被清洗件上的污垢逐漸脫落(當然也有清洗液本身的作用在內)，這就是超聲波清洗的基本原理。
較長時間的超聲空化作用，會使被清洗件表面的基體金屬有一定程度的剝落，這稱為空化的浸蝕作用。
超聲沖擊波能在液體中產生微沖流，具有攪拌作用。在不相溶的兩相液體中，微沖流能促使兩液相面加速互相分散，具有乳化作用。
超聲空化的產生是依附于空化核進行的，而被清洗件表面的縫隙正好是空化核的中心。
總之，超聲波清洗是超聲空化作用、浸蝕作用、攪拌作用、乳化作用及空化核作用的綜合表現。其中空化作用在超聲波清洗中是起主要作用的，它能破壞污垢微粒在被清洗件表面的粘附狀態。再加上微沖流的作用，使清洗液產生振動和攪拌，將污垢從被清洗件表面清除干凈。而乳化作用則使清洗下來的油污很快地分散、乳化在清洗液中。
應當指出，超聲波清洗過程中，除了超聲波的上述作用外，還有所采用的清洗液的浸潤、浸透、乳化、分散及溶解等作用，其結果必然大大加速清洗過程，提高清洗效果。
4. 超聲波清洗效果及相關參數：
a.清洗介質：采用超聲波清洗，一般有兩種清洗劑：化學清洗劑和水基清洗劑。清洗介質是化學作用，而超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結合，以對物體進行充分、徹底的清洗。
b. 功率密度：超聲波的功率密度越高，空化效果越強，速度越快，清洗效果越好。單對于精密的、表面光潔度甚高的物體，采用長時間的高功率密度清洗會對物體表面產生“空化”腐蝕。
c. 超聲波頻率： 超聲波頻率越低，在液體中產生空化越容易，作用也越強。頻率高則超聲波方向性強，適合于精細的物體清洗。
d. 一般來說，超聲波在30oС~40oС時空化效果**好。清洗劑則溫度越高，作用越顯著。通常實際應用超聲波清洗時，采用30oС~60oС的工作溫度。
5.超聲波清洗特點：
1）、 清洗效果好
就清洗方式而言，運用于工業清洗的清洗方式一般為手工清洗，有機溶劑清洗，蒸汽氣相清洗，高壓水射流清洗和超聲波清洗。不論工件形狀多么復雜，將其放入清洗液內，只要是能接觸到液體的地方，超聲波的清洗作用都能達到。尤其是對于形狀和結構復雜、手工及其它清洗方式不能完全有效地進行清洗的工件，具有顯著的清洗效果。清洗時液體內產生的氣泡非常均勻，工件的清洗效果也非常均勻一致。超聲波清洗可根據不同的溶劑達到不同的效果，如 ：除油、除銹或磷化，配合清洗劑的使用，加速污染物的分離和溶解，可有效防止清洗液對工件的腐蝕。
2）、 清洗成本低
在所有清洗方式中，清洗成本大體可分為：設備成本和消耗成本。
超聲波清洗設備使用壽命約為十年，除設備購置成本高于手工清洗和有機堿性溶劑刷洗外，低于氣相清洗和高壓水射流清洗，對于消耗成本，以功率為1KW，價格約為1萬元的
超聲波清洗機為例，工作一小時，耗電1度，費用約為0.5元，堿性金屬清洗劑1公斤，價格約為20元，可反復使用20-50個小時（根據污染程度而定），相當于0.4-1元/小時，而一般工件清洗時間僅為3-15分鐘即可，且一次清洗可對一定數量及體積的工件同時清洗，因此對于消耗成本而言，采用超聲波清洗，不僅清洗效果**好，而且清洗成本相當于不到0.04元/件，還不算節省的勞動力成本，遠遠低于其他各類清洗方法。#p#分頁標題#e#
3）、超聲波清洗與其他清洗方法的比較：
|
清洗方法 |
吹式清洗 |
浸潤式清洗 |
蒸氣式清洗 |
刷子清洗 |
超聲清洗 |
|
殘留物％ |
86 |
70 |
65 |
8 |
0．5 |
4) 超聲波清洗還可有效地降低污染，減少有毒溶劑對人類的損害， 有清洗潔凈度高、清洗速度快等。
