超声波清洗机是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。
1、空化作用：是超声波以每秒兩萬次以上的压縮力和減压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。
在減压力作用时，液体中產生真空核群泡的现象，在压縮力作用时，真空核群泡受压力压碎时產生強大的衝擊力，由此剥离被清洗物表面的污垢，从而达到精密洗淨目的。
在超声波清洗过程中，肉眼能看見的泡並不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它能对空化作用產生抑制作用从而降低清洗效率。只有液体中的空氣氣泡被*脫走，空化作用的真空核群泡才能达到较佳效果。
2、直进流作用：超声波在液体中沿声的传播方向而產生流动的现象稱为直进流。
声波強度在0.5W/cm2时，肉眼能看到直进流，垂直于振动面產生流动，流速約为10cm/s。
通过以上直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌，污垢表面的清洗液也產生对流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，对污物的搬運起著很大的作用。
3、加速度：液体粒子推动產生的加速度。对于频率較高的超声波清洗机，空化作用就很不显著了，这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞擊粒子对污物进行超精密清洗。
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