الموجات فوق الصوتية هي موجة صوتية بتردد أعلى من 20000 هرتز. لديها اتجاهية جيدة، وقوة اختراق قوية، وسهلة التركيز. يمكنه السفر لمسافات طويلة في الماء ويستخدم في قياس السرعة والتنظيف واللحام وسحق الحجارة والتعقيم والتطهير. وله العديد من التطبيقات في الطب والجيش والصناعة والزراعة. تم تسمية الموجات فوق الصوتية بهذا الاسم نسبة إلى حد ترددها الأدنى، والذي يساوي تقريبًا الحد الأعلى للسمع البشري.
عندما يتم تقليل ضغط الصوت أو شدته إلى مستوى معين، ستتوسع الفقاعة بسرعة ثم تنهار فجأة. خلال هذه العملية، في اللحظة التي تنهار فيها الفقاعة، تتولد موجة صادمة، مما يؤدي إلى خلق ضغط يبلغ 10¹²-10¹³ Pa ودرجة حرارة موضعية حول الفقاعة. هذا الضغط الهائل الناتج عن التجويف بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يكسر الأوساخ غير القابلة للذوبان، مما يؤدي إلى تفككها في المحلول. يؤثر التجويف البخاري بشكل مباشر ومتكرر على الأوساخ.
فمن ناحية، فإنه يعطل الالتصاق بين الأوساخ وسطح الجزء الذي يتم تنظيفه؛ ومن ناحية أخرى، فإنه يسبب تلف الكلال لطبقة الأوساخ، مما يؤدي إلى انفصالها. اهتزاز فقاعات الغاز يفرك السطح الصلب. بمجرد وجود فجوة في طبقة الأوساخ، فإن الفقاعات "تحفر" على الفور وتهتز، مما يتسبب في سقوط طبقة الأوساخ. بسبب التجويف، يتفرق السائلان بسرعة ويستحلبان عند السطح البيني. عندما يتم طلاء الجزيئات الصلبة بالزيت وتلتصق بسطح الجزء الذي يتم تنظيفه، يستحلب الزيت، وتنفصل الجزيئات الصلبة من تلقاء نفسها. عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في سائل التنظيف، فإنها تولد ضغطًا صوتيًا إيجابيًا وسلبيًا متناوبًا، مما يشكل تدفقًا يؤثر على الجزء الذي يتم تنظيفه. في الوقت نفسه، وبسبب التأثيرات غير الخطية، فإنه يولد تدفقًا صوتيًا وتدفقًا صوتيًا صغيرًا-، بينما ينتج التجويف بالموجات فوق الصوتية في الواجهة الصلبة-السائلة تيارات نفاثة عالية السرعة-دقيقة-. كل هذه التأثيرات يمكنها تحطيم الأوساخ، وإزالة طبقات الأوساخ الحدودية أو إضعافها، وزيادة التحريك والانتشار، وتسريع تحلل الأوساخ القابلة للذوبان، وتعزيز تأثير التنظيف لعوامل التنظيف الكيميائية. ولذلك، فمن الواضح أنه أينما يمكن للسائل أن يخترق ويوجد مجال صوتي، يكون هناك تأثير تنظيف. هذه التقنية مناسبة بشكل خاص لتنظيف الأجزاء ذات الأشكال السطحية المعقدة للغاية. وعلى وجه الخصوص، فإن استخدام هذه التكنولوجيا يمكن أن يقلل من كمية المذيبات الكيميائية المستخدمة، وبالتالي يقلل بشكل كبير من التلوث البيئي.
تنتشر الموجة فوق الصوتية الثانية عبر السائل، مما يتسبب في اهتزاز السائل وخزان التنظيف معًا عند تردد الموجات فوق الصوتية. كل اهتزاز، بما في ذلك السائل والخزان، له تردده الطبيعي الخاص، وهو تردد موجة الصوت، ومن ثم صوت الطنين.
علاوة على ذلك، أثناء التنظيف بالموجات فوق الصوتية، فإن الفقاعات المرئية للعين المجردة ليست فقاعات نواة مفرغة، بل فقاعات هواء. تمنع فقاعات الهواء هذه التجويف، مما يقلل من كفاءة التنظيف. فقط عندما تتم إزالة فقاعات الهواء الموجودة في السائل تمامًا، يمكن لفقاعات التجويف ذات النوى المفرغة تحقيق تأثيرها الأمثل.
