ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ СО ВСТРОЕННЫМ RLC-ФИЛЬТРОМ Российский патент 2025 года по МПК H04R1/44 H04R17/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области измерительной техники.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из патента РФ на изобретение № 2445748 известен пьезоэлектрический преобразователь имеющий металлический корпус, имеющий цилиндрическую полость с замыкающей стенкой на одном конце и открытую на противоположном конце в которой соосно полости последовательно от замыкающей стенки размещены протектор, пьезоэлемент, демпфер, пружинная шайба, имеющие диаметр немного меньше диаметра внутренней полости корпуса и ниппель с отверстием, а также проводники соединяющие электроды пьезоэлемента с сигнальным кабелем или разъемом. Кроме того, при подаче зондирующего сигнала прямоугольной формы на приемном сигнале появляется шумы, то есть для корректной работы устройства требуется зондирующий сигнал синусоидальной формы что дополнительно усложняет блок электроники.

Известный из упомянутого патента преобразователь имеет низкую чувствительность и низкое соотношение сигнал-шум при уменьшенных размеров излучающей поверхности и при низкой амплитуде зондирующего импульса, для получения сигнала надлежащим качеством требует зондирующий сигнал высокой амплитудой что существенно ограничивает возможность применения данного преобразователя в условиях повышенной взрывоопасности, кроме того, использование смазки существенно ограничивает применимость данного преобразователя в повышенных и низких температурах. Неметаллические части подвержены к необратимым изменениям под воздействием температуры и давления, что со временем выражается в собственной задержке преобразователя.

Кроме того, паразитное составляющее сигнала которое передается от мембраны к цилиндрической части корпуса не изолировано, что существенно ухудшает соотношения сигнал-шум.

Из патента РФ на изобретение № 2604896 известен пьезоэлектрический преобразователь, содержащий металлический корпус, имеющий цилиндрическую полость, в которой соосно полости последовательно от замыкающей стенки размещены протектор, пьезоэлемент, опорное кольцо и ниппель с отверстием, а также проводники, соединяющие электроды пьезоэлемента с сигнальным кабелем или разъемом. Замыкающая стенка выполнена в виде мембраны, которая может быть сделана за одно целое с корпусом или соединена с ним по контуру сваркой, а пьезоэлемент соединен с мембраной через протектор из материала с низким акустическим сопротивлением. Между основным корпусом и ниппелем вводится одна, две или больше ступенчатых переходных секций, каждая из которых представляет собой сочетание соосных отрезков трубы малого и большого диаметра, соединяющихся между собой через плоские мембраны, а отдельные секции могут быть выполнены за одно целое с основанием либо могут соединяться с основанием и между собой сварными или клеевыми швами.

Недостатками известного преобразователя являются низкая чувствительность и низкое соотношение сигнал-шум при уменьшенных размерах излучающей поверхности и при низкой амплитуде зондирующего импульса. Для получения сигнала надлежащего качества требуется зондирующий сигнал высокой амплитуды, что существенно ограничивает возможность применения данного преобразователя в условиях повышенной взрывоопасности.

Наиболее близким аналогом является ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь из патента РФ на изобретение № 2739150, содержащий металлический корпус, пьезоэлектрический элемент, волновод, соединенный с нижней частью корпуса, пружину для поджатия пьезоэлектрического элемента, крышку, выводящие провода. Пружина имеет верхнюю и нижнюю части, выполненные с внутренней резьбой, и среднюю часть, выполненную с участком в форме сильфона. Резьбовые части пружины соединены соответственно с резьбовыми концами волновода и резьбового элемента. Пьезоэлектрический элемент прижимается к верхней поверхности волновода с помощью пружины и резьбового элемента, при этом величина усилия сжатия пьезоэлектрического элемента обеспечивается заворачиванием пружины на резьбовых концах волновода и резьбового элемента. Пьезоэлектрический элемент выполнен в виде поляризованного пьезоэлектрического кольца. Корпус выполнен из двух частей, соединенных друг с другом неразъемно и герметично с помощью резьбовой вставки. Волновод и пружина выполнены из титана.

Недостатками известного из упомянутого патента преобразователя являются низкая чувствительность и низкое соотношение сигнал-шум при уменьшенных размеров излучающей поверхности и при низкой амплитуде зондирующего импульса, для получения сигнала надлежащим качеством требует зондирующий сигнал высокой амплитудой, что существенно ограничивает возможность применения данного преобразователя в условиях повышенной взрывоопасности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается преобразователь электроакустический со встроенным RLC фильтром. Преимущества преобразователя состоят в высокой чувствительности, высоком соотношении сигнал-шум, возможности передачи/приема сигналов через акустически полупрозрачные газовые смеси во взрывоопасной среде, уменьшении габаритных размеров, уменьшении амплитуды зондирующего импульса.

Преобразователь состоит как минимум из одной пары поляризованных пьезоэлектрических элементов 1 в форме колец или дисков, между которыми установлены электроды 2, зажатые между одним торцом согласующей массы 3 в форме металлического цилиндра с наружной резьбой, другой торец свободный и одним торцом волновода 4 с помощью пружины 5 с помощью резьбового соединения, волновод имеет форму усеченного гиперболического конуса, диаметр которого уменьшается с одного торца, где соединяется с пьезоэлектрическим элементом в сторону мембраны 6 по гиперболической кривой, конец волновода со стороны, где соединен с пьезоэлектрическим элементом, имеет наружную резьбу, через которой завинчивается пружина, пружина имеет форму цилиндра с радиальными порезами, расположенными в шахматном порядке, формирующие изгибные участки, мембрана в форме тонкой пластины, причем мембрана и волновод соединяются путем пайки или сварки или может быть изготовлена воедино с волноводом, корпуса 7 в форме ступенчатой металлической втулки, имеющего по меньшей мере один акустический фильтр 8, имеющий форму кольцо прямоугольным сечением собственная частота которая равная рабочей частоте преобразователя электроакустического и по меньшей мере одно или несколько углублений снаружи или изнутри формирующий тонкостенный участок корпуса, причем кольцо может быть изготовлено отдельно и приварено или склеена формируя герметичный единый корпус, при этом корпус имеет во внутреннем полости ребро со стороны мембраны которого установлен разделитель зон 9 а с другой стороны керамический электрический изолятор 10 внутри которого размещены индуктивность 11 и регулирующий резистор 12, разделитель зон имеет форму цилиндра с отверстием через которое проходит сигнальный провод 13 и канавкой для размещения уплотнительного кольца 14 по наружному диаметру, демпфирующий элемент 15 для подавление высокочастотных шумов в форме втулки устанавливается изнутри или снаружи тонкостенного участка корпуса, сигнальный провод одним концом соединен с электродом, а другой конец соединен с одним контактом индуктивности, другой контакт индуктивности подключен первому контакту резистора, при этом другой контакт резистора соединен с разъемом 16. Другой торец корпуса герметично закрыт крышкой 17 с помощью резьбового соединения. Пьезоэлектрические кольца, индуктивность и резисторы образуют RLC фильтр узкой полосой пропускания, номиналы которого определяется в зависимости рабочей частоты преобразователя. В качестве уплотняющих элементов в зависимости от давления измеряемой среды могут применяться уплотнительные кольца, металлические прокладки или другие элементы уплотнения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым преобразователем, состоит в следующем:

повышении чувствительности,

улучшении соотношения сигнал-шум приемного сигнала, расширении эксплуатационного диапазона давления и температуры, способности передачи/приема сигналов через акустически полупрозрачные среды.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что предлагаемый электроакустический преобразователь с встроенным RLC-фильтром содержит:

крышку 17, снабженную разъемом 16, мембрану 6, выполненную в форме тонкой пластины, корпус 7, имеющий форму ступенчатого тела вращения, внутреннюю полость, первый и второй концы, герметично закрытые крышкой 17 и мембраной 6, соответственно, при этом, по меньшей мере, один из участков корпуса 7 представляет собой акустический фильтр с собственной частотой, по существу равной рабочей частоте преобразователя, включающий:

(а) по меньшей мере, два кольца 8,

(б) по меньшей мере, один тонкостенный участок 18, расположенный между кольцами 8,

(в) демпфирующий элемент 15 для подавления высокочастотных шумов, выполненный в форме втулки, установленный внутри или снаружи в зоне тонкостенного участка 18,

(г) по меньшей мере, один Г-образный изгиб 2 4 для уменьшения амплитуды поверхностных волн, передаваемых от мембраны 6 к кольцам 8,

согласующую массу 3, имеющую первый и второй торцы, волновод 4, имеющий первый и второй торцы, выполненный сужающимся в направлении от первого торца ко второму, при этом его второй торец примыкает к мембране 6, или соединен с ней или выполнен с ней за единое целое,

пружину 5, выполненную в форме тонкостенного цилиндра с радиальными прорезями, расположенными в шахматном порядке и формирующими участки изгиба, один конец которой соединен с согласующей массой 3, а другой - с волноводом 4 со стороны его первого торца,

по меньшей мере, одну пару поляризованных пьезоэлектрических элементов 1, выполненных в форме колец или дисков, зажатых между вторым торцом согласующей массы 3 и первым торцом волновода, электрод 2, установленный между упомянутыми элементами 1, сигнальный провод 13, имеющий первый конец, соединенный с электродом 2, и второй конец,

электрический изолятор 10, размещенный внутри корпуса 7, регулирующий резистор 12, размещенный внутри изолятора 10, имеющий первый контакт, подключенный к разъему 16, и второй контакт,

индуктивность 11, размещенную внутри изолятора 10, имеющую первый контакт, подключенный ко второму контакту резистора 12, и второй контакт, подключенный ко второму концу провода 13.

Повышение чувствительности достигается главным образом благодаря:

(а) волноводу 4 и его форме; волновод имеет плавно изменяющейся акустический импеданс и согласовывает акустический импеданс пьезоэлектрических колец с акустическим импедансом среды с минимальными потерями мощности;

(б) пружине 5 и ее механическим характеристикам; пружина 5 обеспечивает зажим пьезоэлектрических элементов с постоянным усилием;

(в) мембране 6, которая выполняет функцию акустического проводника между волноводом и средой;

(г) корпусу, который выполняет функцию акустического изолятора между преобразователем и средой.

Улучшение соотношения сигнал-шум приемного сигнала достигается главным образом благодаря:

(а) акустическому фильтру 8, который уменьшает шумы вне диапазона рабочих частот преобразователя;

(б) индуктивности 11, резистору 12 и пьезоэлектрическим кольцам, которые формируют RLC-фильтр,

(в) демпфирующему элементу 15, который уменьшает высокочастотные шумы, возникающие из-за дискретности зондирующего сигнала.

Расширение эксплуатационного диапазона давления и температуры, способности передачи/приема сигналов через акустически полупрозрачные среды достигается главным образом благодаря

(а) корпусу 7, который выполняет функцию акустического изолятора между преобразователем, защищает преобразователь от внешних воздействий давлений и температур,

(б) конструкции и расположению волновода 4, пружины 5, согласующей массы 3 и пьезоэлектрических элементов 1, которые обеспечивают отсутствие влияний давления и температуры, так как они находятся в «подвешенном» состоянии, и даже если под воздействием давлений деформируется мембрана 6, это не оказывает негативного влияния на пьезоэлементы 1,

(в) разделителю зон 9, который служит для разделения взрывоопасной и невзрывоопасной зон;

(г) мембране 6, которая защищает внутреннюю полость преобразователя от негативных факторов внешней среды, от воздействий давлений и температуры.

Далее устройство, охарактеризованное в самом общем виде, будет проиллюстрировано на примере некоторых частных или предпочтительных форм выполнения, которые могут обеспечивать дополнительные преимущества.

В одной из предпочтительных форм выполнения внутренняя полость корпуса 7 снабжена ребром 23, в которое с одной стороны упирается разделитель зон 9, а с другой стороны - электрический изолятор 10.

Разделитель зон 9 служит для отделения взрывоопасной зоны от невзрывоопасной зоны: нижняя часть от разделителя зон на фиг. 1 является невзрывоопасной, верхняя сторона является взрывоопасной. В случае повреждения мембраны и попадании измеряемой среды внутрь преобразователя благодаря разделителю 9 среда дальше не проходит во взрывоопасную зону.

В одной из предпочтительных форм выполнения разделитель зон 9 выполнен в форме цилиндра.

В еще одной предпочтительной форме выполнения разделитель зон 9 имеет отверстие, через которое проходит сигнальный провод 13.

В еще одной предпочтительной форме выполнения наружная поверхность разделителя 9 снабжена канавкой, в которую установлено уплотнительное кольцо 14 для обеспечения герметичности зон между мембраной и разделителем 9 и между разделителем 9 и крышкой 17.

В одной из предпочтительных форм выполнения согласующая масса 3 выполнена из металла.

В одной из предпочтительных форм выполнения согласующая масса 3 может быть выполнена в форме цилиндра.

В одной из предпочтительных форм выполнения наружная поверхность согласующей массы 3 и волновода 4 снабжены наружной резьбой 19 и 21, соответственно, для соединения с внутренней резьбой пружины 5.

В одной из предпочтительных форм выполнения пружина 5 соединена с согласующей массой 3 и с волноводом 4 посредством резьбы 19 и 21, соответственно. Резьба позволяет обеспечить регулируемый плотный контакт между пьезоэлектрическими элементами 1 и торцами согласующей массы 3 и волновода 4.

Корпус 7 может состоять из кольцевых участков, включая кольца 8, которые могут быть соединены между собой посредством сварки, пайки или с помощью клея.

В особенно предпочтительном варианте осуществления кольцевые участки корпуса 7 примыкают друг к другу торец к торцу или, по меньшей мере, частично вложены друг в друга, или кольцевые участки выполнены в виде единой детали, например, посредством токарной обработки заготовки.

В одной из предпочтительных форм выполнения тонкостенный участок 18 может быть образован углублением 22 на внутренней и/или наружной поверхности корпуса 7.

Кольца, из которых состоит корпус 7, тонкостенные участки и Г-образные участки выполняют функцию селективного акустического демпфера, гасят шумы с определенной частотой.

В одной из предпочтительных форм выполнения второй торец волновода 4 может быть соединен с мембраной 6 посредством сварки, пайки или клея, или выполненную за одно целое с ним.

В одной из предпочтительных форм выполнения электрический изолятор 10 может быть выполнен из керамического материала для увеличения диапазона температур, в котором может работать устройство.

В одной из предпочтительных форм выполнения крышка 17 может быть соединена с корпусом с помощью резьбового соединения.

В одной из предпочтительных форм выполнения упомянутые кольца 8 имеют прямоугольную форму сечения. Возможны и другие формы, однако прямоугольная форма является наиболее простой с точки зрения изготовления на токарном станке и с точки зрения удобства крепления (сварки или пайки).

В еще одной предпочтительной форме выполнения демпфирующий элемент 15 выполнен из графита, резины или пластика.

В еще одной предпочтительной форме выполнения согласующая масса 3 выполнена из материала с плотностью больше, чем у материала волновода 4, предпочтительно из металла.

В еще одной предпочтительной форме выполнения волновод 4 выполнен сужающимся в направлении от первого торца ко второму по гиперболической кривой. Гиперболическая форма кривой, определяющей форму конца волновода 4, определена в качестве оптимальной с помощью моделирования: было установлено, что именно гиперболическая форма кривой уменьшает потери мощности сигнала через волновод 4.

Электроакустический преобразователь со встроенным RLC фильтром может применяться в приборостроении, в частности в составе ультразвуковых уровнемеров и расходомеров для передачи и/или приема акустических сигналов через акустические прозрачные/полупрозрачные (например, попутный нефтяной газ высоким содержанием влаги и механических примесей) среды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг 1. А и Б представлено схематическое изображение продольного сечения устройства по изобретению плоскостью, проходящей через ось симметрии (для экономии места часть слева от продольной оси не показана). Вид I - укрупненный местный вид, см. фиг. 1 А.

На фиг. 2 А видно, что исходный прямоугольный зондирующий сигнал имеет амплитуду ±20 вольт, при этом напряжение на пьезоэлементе благодаря резонансному контуру увеличивается в 4 раза.

На фиг. 2 Б видно, что уменьшение величины резистора в 2 раза увеличивает добротность электрического резонансного контура в последствии амплитуда сигнала на пьезоэлектрическом элементе увеличивается 6 раз, однако длительность сигнала тоже увеличивается, оптимальная величина сопротивления подбирается исходя необходимой длины зондирующего импульса.

На фиг. 2 В и Г видно, что оптимальная форма зондирующего сигнала достигается фазовой модуляцией, например зондирующий сигналь может быть сформирован в виде двух коротких импульсов одинаковой частотой второй импульс, который смещен на 180 градусов по фазе (см. фиг. 2 В и Г), а длина сигнала может быть отрегулирован изменением смещения и количества периодов первой или второй части зондирующего сигнала.

На фиг. 3 показан внешний вид преобразователя в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На фиг. 4 показана форма принятого сигнала. Для получения данного сигнала пара преобразователей электроакустических расположены друг напротив друга на расстоянии 200 мм и поочередно работают в режимах передачи и приема, один передает сигнал, другой принимает или один принимает, другой передает короткие акустические сигналы.

На фиг. 5 показано формирование зондирующего сигнала, сигнал после RLC фильтра, корреляция зондирующего и принятого сигнала.

На фиг. 6 А схематически изображен общий вид пружины 5 с фиг. 1, на фиг. 6 Б схематически показан разрез, на котором видно как пружина 5 соединяет согласующую массу 3 и волновод 4.

Позициями 1-17 на фиг. 1-6 обозначены следующие элементы:

1 - пьезоэлектрический элемент,

2 - электрод,

3 - согласующая масса,

4 - волновод,

5 - пружина,

6 - мембрана,

7 - корпус,

8 - акустический фильтр,

9 - разделитель зон,

10 - изолятор электрический,

11 - индуктивность,

12 - резистор,

13 - сигнальный провод,

14 - уплотнительные кольца,

15 - демпфирующий элемент,

16 - разъем,

17 - крышка,

19 - резьба,

21 - резьба,

22 - углубление на поверхности корпуса 7,

23 - ребро.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Преобразователи электроакустические в паре работают поочередно в режиме передачи и приема.

Зондирующий сигнал формируется и подается на преобразователь электроакустический электронным блоком, который может работать поочередно с парами преобразователей электроакустическими или одним преобразователем в эхо режиме (когда один преобразователь сгенерирует акустический сигнал и принимает отраженный акустический сигнал от препятствия, например, в уровнемерах). Электронный блок оцифровывает сигнал обрабатывает для вычисления измеренных величин времени пролета через среду. В частности, в ультразвуковых расходомерах одно или более пара преобразователей электроакустические формируют акустические лучи расходомера. Акустические лучи могут быть расположены по хорде или по диаметру трубного участка, при этом оси акустических лучей должны устанавливаться под углом относительно оси трубного участка, например, под 30°, 45°, 60° или 75°.

Работа в режиме передачи сигналов

В режиме передачи сигналов, при подачи короткого низковольтного прямоугольного электрического импульса на сигнальный провод с рабочей частотой преобразователя, благодаря RLC контуру преобразуется в синусоидальный сигнал и за счет электрического резонанса усиливается, и величина усиления может быть регулирован величиной резистора. На фиг. 2 А видно, что исходный прямоугольный зондирующий сигнал имеет амплитуду ±20 вольт, при этом напряжение на пьезоэлементе благодаря резонансному контуру увеличивается в 4 раза.

На фиг. 2 Б видно, что уменьшение величины резистора в 2 раза увеличивает добротность электрического резонансного контура в последствии амплитуда сигнала на пьезоэлектрическом элементе увеличивается 6 раз, однако длительность сигнала тоже увеличивается, оптимальная величина сопротивления подбирается исходя необходимой длины зондирующего импульса.

В режиме передачи зондирующий сигнал, подаваемый на контакт преобразователя, заставляет пару пьезоэлектрических элементов симметрично расширяться и сужаться в осевом направлении, создавая колебательное движение волновода, волновод благодаря концентрирующей форме усиливает амплитуду колебаний в 2 раза и передает колебания на мембрану, а мембрана в свою очередь передает колебания в акустическую среду, создавая акустическое колебание среды. Паразитные колебания, которые передаются в корпус, подавляются в фильтрующих кольцах, ограничивая распространение паразитных шумов по корпусу, например в ультразвуковых расходомерах паразитные шумы передаются в измерительные корпуса расходомеров через корпус преобразователя, где устанавливается одна и несколько пар преобразователей и паразитные колебания передаются на принимающий сигнал преобразователю, создавая помехи в принятом сигнале. Оптимальная форма зондирующего сигнала достигается фазовой модуляцией, например зондирующий сигнал может быть сформирован в виде двух коротких импульсов одинаковой частоты, второй импульс, который смещен на 180 градусов по фазе (см. фиг. 2 В и Г), длина сигнала может быть отрегулирована изменением смещения и количества периодов первой или второй части зондирующего сигнала.

Работа в режиме приемника

Воздействие на мембрану акустического сигнала переданный идентичным преобразователем принимаемый преобразователем в режиме приема создает механическое колебание мембраны, которое распространяется на волновод и корпус со скоростью звука, при этом колебания, передаваемые через края мембраны на корпус, подавляются на фильтрующей массе. Оптимальная форма приемного сигнала достигается модулированным по фазе зондирующим сигналом благодаря смещению второй части по фазе, которая - в противофазе относительно первой части зондирующего сигнала. Таким образом, первая часть зондирующего сигнала формирует нарастающую часть приемного сигнала, а вторая часть обеспечивает его резкий спад, благодаря чему сигнал имеет ярко выраженный максимум, что сделает приемный сигнал легко идентифицируемым и обрабатываемым для блока электроники.

Изобретение относится к акустике. Электроакустический преобразователь с RLC-фильтром содержит крышку, снабженную разъемом, мембрану, выполненную в форме тонкой пластины, корпус, имеющий форму ступенчатого тела вращения и внутреннюю полость. Один из участков корпуса представляет собой акустический фильтр с собственной частотой, равной рабочей частоте преобразователя. Преобразователь также содержит два кольца, тонкостенный участок, демпфирующую втулку, установленную в области тонкостенного участка, Г-образный изгиб, согласующую массу, волновод, выполненный сужающимся, при этом его второй торец примыкает к мембране, пружину, выполненную в форме тонкостенного цилиндра с радиальными прорезями, расположенными в шахматном порядке и формирующими участки изгиба, один конец которой соединен с согласующей массой, а другой - с волноводом, пару поляризованных пьезоэлектрических элементов, выполненных в форме колец или дисков, зажатых между вторым торцом согласующей массы и торцом волновода, электрод, установленный между пьезоэлементами, сигнальный провод, соединенный с электродом, электрический изолятор, размещенный внутри корпуса, регулирующий резистор, размещенный внутри изолятора, имеющий первый контакт, подключенный к разъему, и второй контакт, индуктивность, размещенную внутри изолятора, имеющую первый контакт, подключенный ко второму контакту резистора, и второй контакт, подключенный ко второму концу провода. Технический результат - повышение чувствительности и отношения сигнал-шум. 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электроакустический преобразователь с RLC-фильтром, содержащий:

крышку (17), снабженную разъемом (16),

мембрану 6, выполненную в форме тонкой пластины,

корпус (7), имеющий форму ступенчатого тела вращения, внутреннюю полость, первый и второй концы, герметично закрытые крышкой (17) и мембраной (6) соответственно, при этом по меньшей мере один из участков корпуса (7) представляет собой акустический фильтр с собственной частотой, по существу равной рабочей частоте преобразователя, включающий:

(а) по меньшей мере два кольца (8),

(б) по меньшей мере один тонкостенный участок (18), расположенный между кольцами (8),

(в) демпфирующий элемент (15) для подавления высокочастотных шумов, выполненный в форме втулки, установленный внутри или снаружи в зоне тонкостенного участка (18),

(г) по меньшей мере один Г-образный изгиб (24) для уменьшения амплитуды поверхностных волн, передаваемых от мембраны (6) к кольцам (8),

согласующую массу (3), имеющую первый и второй торцы,

волновод (4), имеющий первый и второй торцы, выполненный сужающимся в направлении от первого торца ко второму, при этом его второй торец примыкает к мембране (6), или соединен с ней, или выполнен с ней за единое целое,

пружину (5), выполненную в форме тонкостенного цилиндра с радиальными прорезями, расположенными в шахматном порядке и формирующими участки изгиба, один конец которой соединен с согласующей массой (3), а другой – с волноводом (4) со стороны его первого торца,

по меньшей мере одну пару поляризованных пьезоэлектрических элементов (1), выполненных в форме колец или дисков, зажатых между вторым торцом согласующей массы (3) и первым торцом волновода,

электрод (2), установленный между упомянутыми элементами (1),

сигнальный провод (13), имеющий первый конец, соединенный с электродом (2), и второй конец,

электрический изолятор (10), размещенный внутри корпуса (7),

регулирующий резистор (12), размещенный внутри изолятора (10), имеющий первый контакт, подключенный к разъему (16), и второй контакт,

индуктивность (11), размещенную внутри изолятора (10), имеющую первый контакт, подключенный ко второму контакту резистора (12), и второй контакт, подключенный ко второму концу провода (13).

2. Преобразователь по п. 1, в котором внутренняя полость корпуса (7) снабжена ребром (23), в которое с одной стороны упирается разделитель зон (9), а с другой стороны - электрический изолятор (10).

3. Преобразователь по п. 1, в котором разделитель зон (9) выполнен в форме цилиндра.

4. Преобразователь по п. 1, в котором разделитель зон (9) имеет отверстие, через которое проходит сигнальный провод (13).

5. Преобразователь по п. 1, в котором поверхность разделителя (9) снабжена канавкой, в которую установлено уплотнительное кольцо (14) для обеспечения герметичности зон между мембраной и разделителем (9) и между разделителем (9) и крышкой (17).

6. Преобразователь по п. 1, в котором согласующая масса (3) выполнена из металла.

7. Преобразователь по п. 1, в котором согласующая масса (3) может быть выполнена в форме цилиндра.

8. Преобразователь по п. 1, в котором наружная поверхность согласующей массы (3) и волновода (4) снабжена наружной резьбой (19) и (21) соответственно для соединения с внутренней резьбой пружины (5).

9. Преобразователь по п. 1, в котором пружина (5) соединена с согласующей массой (3) и с волноводом (4) посредством резьбы (19) и (21) соответственно.

10. Преобразователь по п. 1, в котором корпус (7) состоит из кольцевых участков, включая кольца (8), при этом кольцевые участки соединены между собой посредством сварки, пайки или с помощью клея.

11. Преобразователь по п. (10), в котором кольцевые участки корпуса (7) примыкают друг к другу торец к торцу, или по меньшей мере частично вложены друг в друга, или кольцевые участки выполнены в виде единой детали.

12. Преобразователь по п. 1, в котором тонкостенный участок 18 образован углублением (22) на внутренней и/или наружной поверхности корпуса (7).

13. Преобразователь по п. 1, в котором второй торец волновода (4) соединен с мембраной (6) посредством сварки, пайки или клея или выполнен за одно целое с ней.

14. Преобразователь по п. 1, в котором электрический изолятор (10) выполнен из керамического материала.

15. Преобразователь по п. 1, в котором крышка (17) соединена с корпусом посредством резьбового соединения.

16. Преобразователь по п. 1, в котором кольца (8) имеют прямоугольную форму сечения.

17. Преобразователь по п. 1, в котором демпфирующий элемент (15) выполнен из графита, резины или пластика.

18. Преобразователь по п. 1, в котором согласующая масса (3) выполнена из материала с плотностью больше, чем у материала волновода (4), предпочтительно из металла.

19. Преобразователь по п. 1, в котором волновод (4) выполнен сужающимся в направлении от первого торца ко второму по гиперболической кривой.