超聲波清洗系統主要由3個基本元件組成:超聲波清洗槽、將電能轉化為機械能的換能器，以及產生高頻電信號的超聲波發生器。超聲波清洗槽要堅固、彈性好、耐腐蝕，底部安裝有超聲波換能器振子。超聲波清洗系統最重要的部分是換能器。現有兩種換能器，一種是磁力換能器，由鎳或鎳合金製成；另一種是壓電換能能器，由鉳鈦酸鉛或其他陶瓷材料製成，利用壓電效應原理工作。高頻高壓通過電纜連接線，傳導給換能器，換能器與振動板同時產生高頻共振，清洗槽中的溶劑受超聲波作用，洗淨汙垢。
市場上有超聲波清洗設備標準型號，但不適用於特殊的工作環境。也可採用投入式超聲波裝置。投入式超聲裝置由振板和超聲波發生器組成，振板和超聲波發生器採用分體結構，安排布置靈活。根據超聲波輻射面的需要，振板可布置在清洗槽的底面、側面或頂面。為使零件的凹陷及背面部分能得到良好的脫脂效果，最好使零件在槽內旋轉，以便各部分都能受到超聲波的輻射。
超聲波脫脂對處理形狀複雜、由微孔、盲孔、窄縫以及脫脂要求高的零件更有效。一般用於除油的超聲波頻率為30kHz左右，複雜的小零件可採用高頻率低振幅的超聲波，表面較大的零件則使用頻率低的超聲波。
超聲波清洗也有局限性，例如，對聲波反射強的材料如金屬、陶瓷和玻璃等清洗效果好，而對聲波吸收大的材料，如布料、橡膠，以及粘度大的汙物，則清洗效果差。
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