Las ondas sonoras con una frecuencia superior al límite superior de la audición humana (unos 20.000 Hz) se denominan ondas ultrasónicas o ultrasonidos.
Las reglas de propagación de las ondas ultrasónicas, como la reflexión, la refracción, la difracción y la dispersión en el medio, no son esencialmente diferentes de las reglas de las ondas sonoras audibles. Pero la longitud de onda de las ondas ultrasónicas es muy corta, sólo unos pocos centímetros o incluso milésimas de milímetro. En comparación con las ondas sonoras audibles, las ondas ultrasónicas tienen muchas características extrañas: Características de propagación: la longitud de onda de las ondas ultrasónicas es muy corta y el tamaño de los obstáculos ordinarios es muchas veces mayor que la longitud de onda de las ondas ultrasónicas. Por lo tanto, la capacidad de difracción de las ondas ultrasónicas. es muy pobre. Puede propagarse en línea recta direccional. Cuanto más corta es la longitud de onda de la onda ultrasónica, más significativa es esta característica. Características de potencia: cuando el sonido se propaga en el aire, empuja las partículas en el aire para que vibren hacia adelante y hacia atrás y trabaja sobre las partículas. La potencia de las ondas sonoras es una cantidad física que indica qué tan rápido funcionan las ondas sonoras. A misma intensidad, cuanto mayor sea la frecuencia de la onda sonora, mayor será la potencia que tendrá. Debido a que la frecuencia de las ondas ultrasónicas es muy alta, su potencia es muy grande en comparación con las ondas sonoras ordinarias. Cavitación: cuando las ondas ultrasónicas se propagan en un líquido, se generarán pequeñas cavidades dentro del líquido debido a la violenta vibración de las partículas del líquido. Estas pequeñas cavidades se expanden y cierran rápidamente, provocando violentas colisiones entre partículas líquidas, generando así presiones de varios miles a decenas de miles de atmósferas. Esta interacción violenta entre partículas hará que la temperatura del líquido aumente repentinamente, desempeñando un buen papel de agitación, emulsionando dos líquidos inmiscibles (como agua y aceite) y acelerando la disolución de los solutos. Los diversos efectos provocados por la acción de las ondas ultrasónicas en los líquidos se denominan cavitación ultrasónica.
Sabemos que la definición física correcta de onda es: la transmisión de una vibración en un objeto para formar una onda. La formación de tales ondas debe tener dos condiciones: una es la fuente de vibración y la otra es el medio de propagación. Las ondas generalmente se clasifican de la siguiente manera: Primero, se clasifican según la dirección de vibración y la dirección de propagación. Cuando la dirección de vibración es perpendicular a la dirección de propagación, se llama onda transversal. Cuando la dirección de vibración es consistente con la dirección de propagación, se llama onda longitudinal. La segunda es la clasificación basada en la frecuencia. Sabemos que el rango auditivo sensible del oído humano es de 20 HZ a 20 000 HZ, por lo que las ondas dentro de este rango se denominan ondas sonoras. Las ondas por debajo de este rango se llaman ondas infrasónicas y las ondas por encima de este rango se llaman ondas ultrasónicas.
Cuando las ondas se propagan en los objetos, tienen principalmente los siguientes parámetros: uno es la velocidad V, el otro es la frecuencia F y el tercero es la longitud de onda λ. La relación entre los tres es la siguiente: V=F.λ. La velocidad de las ondas que se propagan en el mismo material es cierta, por lo que diferentes frecuencias tienen diferentes longitudes de onda. Además, una cosa que hay que tener en cuenta es que siempre hay una atenuación de las ondas que se propagan en los objetos. Cuanto mayor es la distancia de propagación, mayor es la atenuación de la energía. Esto también se considera en el procesamiento ultrasónico.
El principio de aplicación de las ondas ultrasónicas en el procesamiento de plástico:
Las frecuencias operativas existentes de las ondas ultrasónicas utilizadas en el procesamiento de plástico son 15 KHZ, 18 KHZ, 20 KHZ y 40 KHZ. El principio es utilizar la posición máxima de la onda longitudinal para transmitir la amplitud al espacio de las piezas de plástico. Bajo condiciones de presión, las moléculas en las piezas de contacto de las dos piezas de plástico u otras piezas y las piezas de plástico chocan. entre sí para causar fusión, de modo que los plásticos en la posición de contacto se fusionen para lograr los propósitos de procesamiento.