Højtydende anvendelser af ultralyd anvender ofte frekvenser mellem 20 kHz og nogle få hundrede kHz. Intensiteterne kan være meget høje; over 10 watt pr. kvadratcentimeter kan der induceres kavitation i flydende medier, og ved nogle anvendelser anvendes op til 1000 watt pr. kvadratcentimeter. Sådanne høje intensiteter kan inducere kemiske ændringer eller producere betydelige effekter ved direkte mekanisk påvirkning og kan inaktivere skadelige mikroorganismer.
Fysioterapi
Ultralyd er blevet brugt siden 1940’erne af fysio- og ergoterapeuter til behandling af bindevæv: ledbånd, sener og fascier (og også arvæv). Tilstande, hvor ultralyd kan anvendes til behandling, omfatter følgende eksempler: ledbåndsforstuvninger, muskelforstuvninger, senebetændelse, ledbetændelse, plantar fasciitis, metatarsalgi, facetirritation, impingement syndrom, bursitis, reumatoid arthritis, slidgigt og arvævstilhæftning.
Biomedicinske anvendelser
Ultralyd har også terapeutiske anvendelser, som kan være meget gavnlige, når de anvendes med doseringsforsigtighed. Ultralyd med relativt høj effekt kan bryde stenede aflejringer eller væv op, fremskynde virkningen af lægemidler i et målrettet område, hjælpe med at måle vævets elastiske egenskaber og kan bruges til at sortere celler eller små partikler til forskning.
Ultrasonic impact treatment
Ultrasonic impact treatment (UIT) anvender ultralyd til at forbedre metallers mekaniske og fysiske egenskaber. Det er en metallurgisk behandlingsteknik, hvor der påføres ultralydsenergi på et metalobjekt. Ultralydsbehandling kan resultere i kontrolleret restkompressionsspænding, kornforfining og reduktion af kornstørrelsen. Træthed ved lav- og højcyklisk udmattelse forbedres, og det er dokumenteret, at der kan opnås op til ti gange større stigninger end ved ikke-UIT-prøver. Desuden har UIT vist sig at være effektiv til behandling af spændingskorrosionssprængning, korrosionstræthed og beslægtede problemer.
Når UIT-værktøjet, der består af ultralydstransduceren, stifter og andre komponenter, kommer i kontakt med emnet, kobles det akustisk med emnet, hvilket skaber harmonisk resonans. Denne harmoniske resonans udføres ved en omhyggeligt kalibreret frekvens, som metaller reagerer meget gunstigt på.
Afhængigt af de ønskede behandlingseffekter anvendes en kombination af forskellige frekvenser og forskydningsamplitude. Disse frekvenser ligger mellem 25 og 55 kHz, med en forskydningsamplitude af resonanslegemet på mellem 22 og 50 µm (0,00087 og 0,0020 in).
UIT-enheder er afhængige af magnetostriktive transducere.
Behandling
Ultrasonicering giver et stort potentiale i behandlingen af væsker og opslammet materiale ved at forbedre blandingen og de kemiske reaktioner i forskellige anvendelser og industrier. Ultralydsbehandling genererer vekslende lavtryks- og højtryksbølger i væsker, hvilket fører til dannelse og voldsomt kollaps af små vakuumbobler. Dette fænomen kaldes kavitation og forårsager væskestråler med høj hastighed og stærke hydrodynamiske forskydningskræfter. Disse virkninger anvendes til deagglomerering og formaling af materialer i mikrometer- og nanometerstørrelse samt til opløsning af celler eller til blanding af reaktanter. I denne henseende er ultralyd et alternativ til højhastighedsblandere og omrøringsmøller med perlemøller. Ultralydsfolier under den bevægelige tråd i en papirmaskine vil udnytte chokbølgerne fra de imploderende bobler til at fordele cellulosefibrene mere ensartet i den producerede papirbane, hvilket vil give et stærkere papir med mere jævne overflader. Desuden drager de kemiske reaktioner fordel af de frie radikaler, der skabes af kavitationen, samt af energitilførslen og materialeoverførslen gennem grænselagene. For mange processer fører denne sonokemiske (se sonokemi) effekt til en væsentlig reduktion af reaktionstiden, f.eks. ved omesterificering af olie til biodiesel.
Væsentlig ultralydsintensitet og høje ultralydsvibrationsamplituder er nødvendige for mange forarbejdningsanvendelser, såsom nanokrystallisering, nano-emulsifikation, deagglomerering, ekstraktion, celleopløsning samt mange andre. Almindeligvis afprøves en proces først i laboratorieskala for at bevise gennemførligheden og fastlægge nogle af de nødvendige parametre for ultralydseksponering. Når denne fase er afsluttet, overføres processen til en pilotskala (bænkskala) til gennemstrømningsoptimering før produktion og derefter til en industriel skala til kontinuerlig produktion. Under disse opskaleringstrin er det vigtigt at sikre, at alle lokale eksponeringsbetingelser (ultralydsamplitude, kavitationsintensitet, den tid, der tilbringes i den aktive kavitationszone osv. Hvis denne betingelse er opfyldt, forbliver kvaliteten af det endelige produkt på det optimerede niveau, mens produktiviteten øges med en forudsigelig “opskaleringsfaktor”. Produktivitetsstigningen skyldes, at der i laboratorie-, bænk- og industrisystemer med ultralydsbearbejdning indbygges stadig større ultralydshorn, som kan generere stadig større kavitationszoner med høj intensitet og derfor kan behandle mere materiale pr. tidsenhed. Dette kaldes “direkte skalerbarhed”. Det er vigtigt at påpege, at en forøgelse af ultralydsprocessorens effekt alene ikke resulterer i direkte skalerbarhed, da den kan være (og ofte er) ledsaget af en reduktion i ultralydsamplituden og kavitationsintensiteten. Under direkte opskalering skal alle behandlingsbetingelser opretholdes, mens udstyrets effektniveau øges for at muliggøre drift af et større ultralydshorn.
Ultrasonisk manipulation og karakterisering af partikler
En forsker ved Industrial Materials Research Institute, Alessandro Malutta, udtænkte et forsøg, der demonstrerede den indfangende virkning af stående ultralydsbølger på træmassefibre fortyndet i vand og deres parallelle orientering i de ækvidistante trykoverflader. Tiden til at orientere fibrene i de lige store planer er målt med en laser og en elektrooptisk sensor. Dette kan give papirindustrien et hurtigt on-line system til måling af fiberstørrelse. En noget anderledes implementering blev demonstreret på Pennsylvania State University ved hjælp af en mikrochip, der genererede et par vinkelrette stående akustiske overfladebølger, som gjorde det muligt at placere partikler i lige stor afstand fra hinanden på et gitter. Dette eksperiment, kaldet akustisk pincet, kan bruges til anvendelser inden for materialevidenskab, biologi, fysik, fysik, kemi og nanoteknologi.
Ultrasonisk rengøring
Ultrasoniske rengøringsapparater, der nogle gange fejlagtigt kaldes supersoniske rengøringsapparater, anvendes ved frekvenser fra 20 til 40 kHz til smykker, linser og andre optiske dele, ure, tandlægeinstrumenter, kirurgiske instrumenter, dykkerregulatorer og industrielle dele. En ultralydsrenser fungerer hovedsagelig ved hjælp af den energi, der frigøres ved, at millioner af mikroskopiske kavitationer kollapser i nærheden af den snavsede overflade. De bobler, der dannes ved kavitation, kollapser og danner små stråler, der er rettet mod overfladen.
Ultrasonisk desintegration
Som ved ultralydsrengøring kan biologiske celler, herunder bakterier, opløses. Høj effekt ultralyd producerer kavitation, der letter partikelopløsning eller reaktioner. Dette kan anvendes inden for biologisk videnskab til analytiske eller kemiske formål (sonicering og sonoporation) og til at dræbe bakterier i spildevand. Høj effekt ultralyd kan opløse majsopslæmning og forbedre forvæskningen og saccharificeringen for at opnå et højere ethanoludbytte i tørre majsmøllerier.
Ultrasonisk befugter
Ultrasonisk befugter, en type forstøver (en anordning, der skaber en meget fin spray), er en populær type befugter. Den fungerer ved at lade en metalplade vibrere ved ultralydsfrekvenser for at forstøve (nogle gange fejlagtigt kaldet “forstøve”) vandet. Fordi vandet ikke opvarmes til fordampning, producerer den en kølig tåge. Ultralydsbølgerne forstøver ikke kun vandet, men også materialerne i vandet, herunder kalk, andre mineraler, vira, svampe, bakterier og andre urenheder. Sygdom forårsaget af urenheder, der befinder sig i en befugters reservoir, falder under betegnelsen “befugterfeber”.
Ultrasoniske befugtere anvendes ofte i aeroponics, hvor de generelt kaldes foggers.
Ultrasonisk svejsning
I ultralydssvejsning af plast anvendes højfrekvente (15 kHz til 40 kHz) vibrationer med lav amplitude til at skabe varme ved hjælp af friktion mellem de materialer, der skal samles. Grænsefladen mellem de to dele er specielt designet til at koncentrere energien for at opnå maksimal svejsestyrke.
Sonokemi
Effektultralyd i intervallet 20-100 kHz anvendes inden for kemi. Ultralydet interagerer ikke direkte med molekyler for at fremkalde den kemiske ændring, da dets typiske bølgelængde (i millimeterområdet) er for lang i forhold til molekylerne. I stedet forårsager energien kavitation, som skaber ekstreme temperatur- og trykforhold i den væske, hvor reaktionen finder sted. Ultralyd opløser også faste stoffer og fjerner passiverende lag af inaktivt materiale for at give et større overfladeareal, hvor reaktionen kan finde sted. Begge disse virkninger gør reaktionen hurtigere. I 2008 rapporterede Atul Kumar om syntese af Hantzsch-estere og polyhydrochinolinderivater via en flerkomponentreaktionsprotokol i vandige miceller ved hjælp af ultralyd.
Ultralyd anvendes til ekstraktion ved hjælp af forskellige frekvenser.
Våben
Ultralyd er blevet undersøgt som grundlag for soniske våben, til anvendelser som oprørskontrol, desorientering af angribere, op til dødelige lydniveauer.
Trådløs kommunikation
I juli 2015 rapporterede The Economist, at forskere på University of California, Berkeley har gennemført ultralydsundersøgelser ved hjælp af grafenmembraner. Graphenes tyndhed og lave vægt kombineret med dets styrke gør det til et effektivt materiale til brug i ultralydskommunikation. En foreslået anvendelse af teknologien kunne være undervandskommunikation, hvor radiobølger typisk ikke bevæger sig godt.
Ultralydssignaler er blevet brugt i “lydfyr” til sporing af internetbrugere på tværs af enheder.