超聲波細胞粉碎機由于超聲波在液體中傳播時產生劇烈地擾動作用，使顆粒產生很大的加速度，從而互相碰撞或與器壁互相碰撞而擊碎，廣泛應用在生物化學、醫學制藥、食品檢測、環保監測等領域的破碎動植物組織、細菌和其它細胞結構以及在乳化、分離、均質等化學反應過程中。其工作原理是基于超聲波在液體中的空化作用，換能器將電能量通過變幅桿在工具頭頂部液體中產生高強度剪切力，形成高頻的交變水壓強，使空腔膨脹、爆炸將細胞擊碎。
細胞粉碎機是利用超聲波發生器所發出的交頻訊號，通過換能器轉換成了交頻機械振蕩而傳播到介質——清洗液中，強力的超聲波在清洗液中以疏密相間的形式向被洗物件輻射。產生“空化”現象，即在清洗液中“氣泡”形式，產生破裂現象。當“空化”在達到被洗物體表面破裂的瞬間，產生遠超過1000個大氣壓力的沖擊力，致使物體的面、孔、隙中的污垢被分散、破裂及剝落，使物體達到凈化清潔。
超聲波細胞粉碎機主要適用于商業、輕工、大專院校、科研用小批量的清洗、脫氣、混勻、提取、細胞粉碎之用，超聲波清洗器的能量則是均勻的分布在清洗槽的底部，因此，超聲波清洗器更傾向于脫氣和清洗，而超聲波細胞破碎儀則傾向于細胞破碎、乳化及均質。
空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的直進流超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產生流動，流速約為10cm/s。
通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著很大的作用。
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