超声波在生活中有什么用途（超声波清洗）

超声波清洗机是一种利用超声波空化作用来清洁物体表面污渍的设备。他最早是用于工业领域用来清洁，比如说齿轮螺丝等零件的。近年来，市场上出现了一些家用级别的超声波清洗机，比如小米有品的 Eraclean 等。

它们在工作的时候，可以看到物体表面会冒出非常多的气泡，而且夹杂着剥离下来的细小污渍。

How it works？这要从超声波的特性说起。

我们平常讲超声波，是指频率大于 2 万赫兹的声波，它的方向性好，能量集中，反射能力强。自然界中的蝙蝠、海豚等生物，就是利用了超声波方向性和反射能力，来做声呐回声定位。

超声波还有一个非常广泛的用途——表面清洁。例如在水中，超声波传播时，会带动水分子一起震动。如果超声波功率足够大，则足以将水分子拉裂成空洞（空化核），空洞内真空或近似真空。空洞在扩大过程中，由于周围压力增大而突然破碎，水分子激烈碰撞，产生几千到上万个大气压的压强的冲击波，从而将清洗物体表面的污渍撞击脱落下来。这些无数细小密集的气泡破裂时产生冲击波的的现象称为“空化”作用。

图片来源：The Inner World of a Collapsing Bubble

市面上所有的超声波清洗机，都利用了“空化”作用。今天就把一台 Eraclean 拆开，看看 How it works！

整个外壳没有螺丝固定，而是用卡扣结构连接上盖和下盖，所以只能大力出奇迹，将一字螺丝刀插入上下盖之间的缝隙，慢慢撬开，可以明显看到卡扣的位置。一共四个卡扣，全部划开，就可以把上下盖分开了。

拆开上下盖之后，机子的用料主要包括三大件：水槽、超声波换能器、和高频信号发生器。

水槽很简单，就是 304 不锈钢做的水缸。

水缸底部用胶粘了一块圆圆的硬质金属质感还带导线的东西，是超声波振子，专业叫法“换能器”。它能把电信号转换成机械振动。

右边的电路板是高频信号发生器。它能把普通的直流电转换成高频电信号。

高频电信号传递给换能器，产生高频机械振动，然后再传递给水槽，产生空化作用，进而清洁物体表面。

再来几张内部特写。