超聲波清洗原理就是在清洗液中產生“空化效應”，即清洗液產生拉伸和壓縮現象，清洗液拉伸時會產生大量微小氣泡，清洗液壓縮時氣泡會被壓碎破裂。這些氣泡產生和破裂的局部壓強可達到上千個大氣壓的沖擊力，這種極強大的壓力足以使得物質分子發生變化，引起各種化學和物理變化（分解、化合、乳化、分散等），可以用于清除剝離物件表面的灰塵、油污、銹跡等雜質。
空化效應是決定清洗效果的最主要因素，而超聲波頻率則直接影響著空化效果，一般產生空化效應的超聲波頻率以20KHz-80KHz最為適合。
頻率與液體中氣泡的直徑成反比，與滲透性成正比。頻率越高，波長較短，空泡直徑小，爆炸壓力低，滲透性好，適合于表面光滑度高、精細工件的清洗。另外，頻率也不能過高，否則波長減短，空化作用反而會減弱，從而降低清洗效率。
反之，超聲波頻率越低，在液體中產生空化越容易，產生的力度大，作用也越強，適用于表面粗糙且較難清洗的污垢。超聲波頻率還影響著工作時所產生的高頻噪聲，頻率越低，噪聲越大，一般在滿足清洗效果的前提下，盡量選擇較高的頻率。
基于以上原理：
低頻17K-23K：適用于清洗污垢較重或者比較難清洗的工件，且氣泡爆破沖擊力對工件表面不會造成傷害時，應選擇低頻超聲波清洗，例如：汽配、紡織等。
中頻25K-28K：適用于清洗污垢稍重或者清洗難易適中，且氣泡爆破沖擊力對工件表面不會造成傷害時，應選擇中頻超聲波清洗，例如：五金機械、電鍍行業等。
中高頻33K-60K：適用于清洗污垢較輕或清洗較容易，且氣泡爆破沖擊力對工件表面不會造成傷害時，應選擇中高頻超聲波清洗，例如：光學玻璃、電子元器件等。
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