Brevet FR2343520A1 — publié le 19771007

L'invention, due à MONAKHOV Valery Nikolaevich, YAKOVLEV Alexandr Dxitrievich, KHITERKHEEV Sergei Konstantinovich, FEDYA NIN Yalery Ivanovich et PESHKOVSKY Sergei Leonidovich, concerne le donaine de la technique des ultrasons et, plus précisément, un convertisseur de vitesse ultrasonore destiné à convertir, dans des larges limites, l'amplitude et la vitesse d'oscillations d'une source ou d'un récepteur des oscillations ultrasonores avec un changement simultané de n'importe quel c8té de la puissance transmise, obtenue pour le compte d'un changement cor respondant de la valeur de la section de sortie du convertisseur. L'invention peut être utilisée dans les industries chimiques, du travail des métaux, du pétrole, des mines, alimentaires, d'enrichissement des minerais et dans d'autres branches industrielles, dans l'agriculture, dans la médecine, dans le but de soumettre une substance a' un effet direct d'un ultrason puissant dans les systèmes "liquide-liquide", "liquide-solide", "liquide-gaz", "gaz-solide", ainsi que dans des circuits de mesure et dans des lignes à retard ayant un haut coefficient de variations de l'amplitude d'oscillations.Au moyen du convertisseur proposé, on peut influencer d'une manière efficace le déroulement des processus tels que : émulsification, homogénéisation, extraction, dispersion, pulvérisation, absorption, chimisorption, désorption, séparation, coagulation, épuration, procédés chimiques, soudage, traitent des matériaux durs et fragiles, procédées de traite- ment des métaux. La destination technologique principale du convertisseur de vitesse ultrasonore est d'accroître l'amplitude d'oscillations fournies par une source assez puissante d'oscillations ultraso flores. Couse source de ce genre, sont utilisés des convertisseurs électromécaniques dans lesquels, grâce à l'effet de sagnétostric- tion ou d'électrostriction, sont engendrées des vibrations ultrasonores. La valeur d'amplitude de la vitesse de vibrations de ces sources normalement ne dépasse pas 50 ci/s, tandis que les dimensions transversales ne sont pas supérieures à 1/4 à 1/2 de la longueur d'onde de vibrations longitudinales.La puissance potentielle des convertisseurs a ectro-acoustiques, et surtout des convertisseurs à magnétostriction, peut être supérieure à 1 kW, ce qui est tout à fait suffisant pour la plupart des applications technologiques de l'ultrason. Cependant, une transmission directe des vibrations ultrasonores, depuis la source vers la charge est peu efficace, du fait que les paramètres de sortie de l'ultrason sont loin d'être optimaux. Ainsi, par exemple, pour des processus de dispersion se produisant dans un milieu aqueux, les valeurs optimales sont les valeurs d'amplitude de la vitesse de vibrations de 3 à 4 m/s, tandis que dans le cas de certaines réactions chimiques qui sont initiées et intensifiées au moyen de l'ultrason, la vitesse de vibrations optimale doit être supérieure à 10 m/. L'élévation de l'amplitude des vibrations peut être obtenue par l'intermédiaire d'un accouplement rigide de la source des vibrations ultrasonores et de l'organe concentrant les vibrations ultrasonores, dans lequel la section transversale diminue progressivement dans la direction de l'émission (à partir de la source) L'organe concentrant les vibrations ultrasonores a une longueur multiple au nombre entier de demi-ondes des vibrations longitudinales.Etant donné que la surface de section transversale diminue progressivement, l'amplitude des vibrations et la vitesse de vibration des particules dans le barreau s'élèvent au fur et à mesure que sa section diminue La grandeur permettant de déterminer la vitesse de diminution de la section transversale est la valeur 9 qui s'exprime par 1' expression S=SO exp (-2 ss 1), où S est la surface de la section à une distance 1 à partir de la section initiale (1=0) dont la surface est égale à Si l'on satisfait à la condition s 2 2 v v/c , > où v est la vitesse des vibrations et c est la vitesse du son dans le matériau du barreau, alors l'énergie acoustique n'est pas réfléchie de la surface latérale du barreau, mais elle est concentrée graduellement sur une surface qui diminue progressivement et, de ce fait, l'amplitude des vibrations staccrott respectivement. En plus des concentrateurs exponentiels, on utilise,couse moyens d'amplification, des concentrateurs ayant une forme conique, caténoïdale ou une forme d'ampoule, ainsi que des concentrateurs d gradin. L'analyse comparative fait voir que chaque type des concentrateurs susmentionnés présente ses propres avantages, mais tous ces concentrateurs ne permettent d'accroitre l'amplitude des vibrations qu'en réduisant sensiblement la surface d'émission. Cela explique un taux très faible t d'utilisation de la puissance W du convertisseur. Ainsi, pour un concentrateur exponentiel, le taux d'utilisation de la puissance égal à 151/W, où S1 est une section de sortie du concentrateur, constitue, en cas d'introduc tion de l'ultrason dans un milieu gazeux en cas d'introduction de l'ultrason dans un milieu liquide cavitaire sous la pression jusqu'à 3.105H/i2 où f et C sont la densité et la vitesse du son dans le milieu gazeux, Z est la résistance d'onde-du matériau du concentrateur, P est la pression statique dans le liquide, V est la valeur efficace de la vitesse de vibration de l'extrémité de sortie du concentrateur. Les expressions précitées montrent que les valeurs limitées de la puissance d'un convertisseur électroacoustique sont utilisées d'une manière très insuffisante, surtout en cas d'une charge sur des milieux liquides et gazeux (non pas des bains en fusion). Dans le premier cas, # = 10-5, dans le deuxième cas (V étant de 3 m/s et P dtant de 105 H/m2) # = 10-3. En ce qui concerne des métaux fondus, le taux d'utilisation de la puissance constitue des dizaines de pour cent, mais dans ce cas aussi, une élévation de l'amplitude des vibrations à l'extrémité de sortie, due i l'apparrition des phénomènes cavitaires, provoque une brusque diminution de la puissance émise. Il est possible d'augmenter la puissance acoustique émise dans un milieu liquide ou gazeux en introduisant dans le système oscillatoire des éléments développant la surface d'émission, du fait d'une diminution plus considérable encore de l'amplitude des vibrations par rapport à l'amplitude des vibrations procurées par la source. Pour constituer ces éléments, on utilise des barreaux vibrant longitudinalement d'une longueur de résonance, et dont les génératrices sont exponentielles, coniques, catdnoidales, et des concentrateurs traduisant les vibrations longitudinales en vibrations radiales, de cisaillement, de torsion, de flexion, et d'autres. Les dispositifs convertissant ce genre de vibrations permettent dans certains cas d'utiliser pratiquement toute la puissance de la source des vibrations, mais l'effet procuré par l'ultrason est, en général, dans ces cas insignifiant i cause d'une faible amplitude des vibrations. En outres dans ce cas, une conversion ultérieure de l'amplitude devient impossible. La transmission d'une puissance considérable fournie par une source de vibrations dans un liquide ou gaz est possible en utilisant des concentrateurs réalisés sous forme de barreaux vibrant longitudinalement d'une longueur de résonance, et dont les extrémités de sortie sont équipées de moyens pour augmenter la surface d' émission, ayant la forme des lames rectangulaires ou rondes vibrant de façon souple, ou la forme d'entonnoirs coniques ou de plaques de section variable avec des surépaisseurs i la partie périphérique. Dans ces constructions, les barreaux vibrant longitudinalement sont réalisés de façon telle que la section transversale diminue dans la direction d'émission, ce qui rend possible l'augmentation de l'amplitude des vibrations.L'utilisation de moyens pour accrottre la surface d'démission permet, dans une certaine mesure, de compenser la réduction de la section des barreaux. Dans ce cas, la puissance totale de l'émission s'élève aussi. Toutefois, l'introduction dans les constructions susmentionnées d'un moyen pour augmenter la surface d'émission provoque une réduction sensible du coefficient théorique d'axplifi- cation du concentrateur, ne permet pas d'obtenir une répartition régulière des amplitudes des vibrations sur la surface-d'émission ledit moyen est peu fiable en exploitation à cause des ruptures fréquentes dans le plan de l'assemblage avec le concentrateur, il s'aligne difficilement sur la fréquence et ne permet pas d'obtenir de hautes amplitudes de la vitesse de vibration, ce qui limite son utilisation. La présente invention vise le but de créer un convertisseur de vitesse ultrasonore, dans lequel la fixation du concentrateur à gradin et du barreau de section variable par leurs ex trémités larges assurerait un coefficient d'amplification en amplitude dépassant sensiblement une unité, les surfaces des sections d'entrée et de sortie étant à peu près égales, une augken- tation du rendement, un accroissement du taux d'utilisation de la puissance potentielle des convertisseurs électroacoustiques, une augmentation de la part des vibrations radiales pour le traitement des milieux liquides et gazeux en mouvement, ainsi qu'unie possibilité de réaliser des perçages radiaux et des fixations par brides du convertisseur de vitesse ultrasonore. Le problème posé est résolu par le fait que, dans un convertisseur de vitesse ultrasonore comportant, assemblés par leurs extrémités frontales, un concentrateur à gradin, ayant un coefficient d'amplification de l'amplitude des vibrations supérieur à une unité et un barreau de section variable, selon l'invention, le concentrateur et le barreau sont reliés acoustiquement d'une façon rigide par leurs extrémités larges, et leur longueur totale est égale à n/2, où n est un nombre entier, de l'unité jusqu'à l'infini, et 1t est la longueur d'onde des vibrations longitudinales compte tenu de la dispersion. Il est utile que le barreau comporte, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon s'élargissant d'une longueur de 1/k lnNc où Nc est une racine carrée du rapport des surfaces des sections transversales des extrémités large et étroite du tronçon s@élargissant du batreau et k est un nombre d'onde, ainsi qu'un tronçon de section transversale constante dont l'extrémité est reliée rigidement à l'extrémité large du concentrateur, les surfaces des sections transversales de l'ex- trémité large du tronçon s'élargissant du barreau et du tronçon de section transversale constante ayant, en outre, à l'endroit de leur assemblage, une valeur égale. I1 est avantageux que le barreau ait, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon de section transversale constante de longueur de résonance suivant le mode longitudinal d'oscillations, un tronçon s'élargissant de longueur 1 ln Nc où Nc est une racine carrée du rapport des surfaces k de sections transversales des extrémités large et étroite du tronçon s'élargissant du barreau et k est un nombre d'onde, et un second tronçon de section transversale constante dont l'ex- trémité est rigidement reliée à l'extrémité large du concentrateur, les surfaces des sections transversales de l'extrémité large du tronçon s'élargissant du barreau etu second tronçon de section transversale constante ayant, l'endroit de leur assem- blage, une valeur égale Il est avantageux que le tronçon s'élargissant du barreau ait une forme conique. Egal*ent, il est utile que le tronçon s'élargissant du barreau ait une forme exponentielle. Il est utile que le concentrateur à gradin ait, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon de section transversale constante d'une longueur à peu près égale à (2n-2) #/4, dont l'extrémité est reliée rigidement l'extrémité large du barreau , et un tronçon se rétrécissant d'une longueur de 1/k lnNk, où Nk est une racine carrée du rapport des surfaces des sections transversales des extrémités large et étroite du tronçon se rétrécissant du concentrateur, et k est un nombre d'onde, les surfaces des sections transversales de l'extrémité large du tronçon se rétrécissant du concentrateur et du tronçon de section transversale constante ayant, à l'endroit de leur assemblage, une valeur égale. Il est avantageux que le concentrateur à gradin possède, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon de section transversale constante d'une longueur à peu près égale à (2n-2) * /4 dont l'extrémité est reliée rigidement à l'extrémité large du barreau, un tronçon se rétrécissant d'une longueur de 1 In Nk, où Nk est une racine carrée du rapport des surfaces es sections transversales des extrémités large et étroite du tronçon se rétrécissant du concentrateur, et k est un nombre d'onde, ainsi qu'un second tronçon de section transversale, les extrémités large et étroite du tronçon se rétrécissant du concentrateur étant égales respectivement aux surfaces des sections transversales du premier et du second tronçon de section transversale constante aux endroits de leur assemblage. I1 est utile que le tronçon se rétrécissant du concentrateur ait une forme conique. I1 est avantageux que le tronçon se rétrécissant du concentrateur ait une forme exponentielle. Le convertiseeur de vitesse ultrasonore proposé assure l'obtention de vibrations longitudinales mécaniques stables, ayant une amplitude et une fréquence requise sur la surface de section transversale à peu près égale à la surface de section transversale de son extrémité d'entrée. La limite supérieure de la vitesse de vibration de l'extrémité d'émission est fonction de la résistance aux vibrations du matériau choisi pour sa fabrication (les rapports indiqués ci-après sont valables pour le cas des dimensions transversales maximales ne dépassant pas t 12, c'est-à-dire se trouvant dans les limites de précision des équations de Webster). La grandeur de la surface d'émission est limitée par les possibilités potentielles du convertisseur élec tromécanique. La réalisation du tronçon s'élargissant du barreau d'une longueur à peu près égale à 1/k ln Nc ne réduit pas pratiquement le coefficient d'amplification du convertisseur de vitesse, ledit coefficient étant très peu différent du coefficient d'ampliflca- tion du concentrateur, mais cela facilite remarquablement l'accord sur la fréquence du barreau avec le concentrateur et le transducteur, et rend le convertisseur plus solide. La réalisation du tronçon s'élargissant d'une forme conique facilite considdrablement la fabrication et le calcul du convertisseur de vitesse.La forme exponentielle du tronçon s'élargissant du barreau permet d'obtenir les coefficients d'amplification maxima possibles pour le convertisseur de vitesse, selon l'invention, en fonction du rapport des surfaces de sections transversales des extrémités large et étroite des tronçons constituants du convertisseur. La réalisation du tronçon s'élargissant du barreau d'une longueur dépendant seulement de la grandeur de la racine carrée, du rapport des surfaces des extrémités large et étroite du barreau et cela pour les formes coniques aussi bien que pour les formes exponentielles, permet d'unifier les types divers de convertisseurs de vitesse et d'utiliser, au cours d'une analyse, la méthode des paramètres généralisés, ce qui facilite notablement les calculs d'ingénieur, consistant, dans ce cas, en un calcul élémentaire. Ci-après, l'invention est expliquée par les variantes concrètes de sa réalisation, en référence au dessin annexé, dont la figez 1 représente un convertisseur de vitesse, selon l'invention la fig. 2 est une deuxième variante de réalisation du convertisseur de vitesse conforme à l'invention la figez 3 est une troisième variante de réalisation du convertisseur ;; la fig. 4 représente une quatrième variante de réalisation du convertisseur la figez 5 est une cinquième variante de réalisation du convertisseur la fig. 6 représente une sixième variante de réalisation du convertisseur la fig. 7 est une septième variante de réalisation du convertisseur la figez 8 est une huitième variante de réalisation du convertisseur ;; la fig. 9 est une neuvième variante de réalisation du convertisseur la tig. 10 représente une dixième variante de réalisation du convertisseur la fig. Il est une onzième variante de réalisation du convertisseur de vitesse la fig. 12 est une douzième variante de réalisation du convertisseur de vitesse la fig. 13 représente une treizième variante de réalisation du convertisseur de vitesse la fig. 14 est une quatorzième variante de réalisation du convertisseur de vitesse la fig. 15 est une quinzième variante de réalisation du convertisseur de vitesse la fig. 16 est une seizième variante de réalisation du convertisseur de vitesse la figez 17 représente le schéma du dispositif destiné à produire des vibrations ultrasonores, en utilisant le convertisseur de vitesse la figez 18 représente le graphique du rapport du coefficient H d'amplification de l'amplitude des vibrations du convertisseur de vitesse conforme à l'invention, et de la grandeur N de la caractéristique initiale la fig. 19 est un graphique du rapport du coefficient réduit t # du convertisseur de vitesse conforme à l'invention et de la grandeur de sa caractéristique initiale la fig. 20 est un graphique du rapport du rendement lec- troacoustique t dans le système "transducteur électro-mécanique- convertisseur de vitesse-charge" et de la grandeur de l'ampli- tude Al des vibrations à la sortie du convertisseur, du concentrateur à gradin ayant un tronçon transitoire de forme conique et du concentrateur exponentiel. Le convertisseur de vitesse ultrasonore proposé 1 (fig. 1) comporte un barreau de section variable ayant, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon s'élargis- sant 2 et un tronçon 3 de section transversale constante. L'ex-, trémité du tronçon 3 est reliée acoustiquement d'une façon rigide au concentrateur à gradin, ayant, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon 4 desection transversale constante, un tronçon se rétrécissant 5 et un tronçon 6 de section transversale constante. Dans la variante décrite de l'invention, les surfaces de section transversale et la forme de section des tronçons 3 et 4 sont les mêmes.Le tronçon s'élargissant 2 du barreau et le tronçon se rétrécissant 5 du concentrateur ont une forme conique d'une longueur de l2 = 1/k ln Ne (5) l5 = 1 ln Nk (6) k où # est une longueur d'onde des vibrations longitudinales dans le barreau de section transversale constante ( 2 2 # /k ; k = #/c=2 # v/C, est la fréquence circulaire, V est la vitesse de déplacement, C est la vitesse du son) ; Nc a d3/Do est la caractéristique initiale du barreau déterminée dans le cas généralisé comme étant la racine carrée du rapport des surfaces des sections transversales des extrémités large et étroite du tronçon s'élargissant du barreau ; Nkwd7/Dl est la caractéristique initiale du concentrateur. La longueur totale du barreau 12,3 est égale à la moitié de la longueur # d'onde, compte tenu de dispersion de la vitesse du son dans le tronçon s'élargissant. La longueur du concentrateur à gradin est la même. La longueur totale du convertisseur de vitesse est 1 n Un tel convertisseur de vitesse est calculé d'après les relations l2 = 1/k ln Nc l5 = 1/k ln Nk (10) l2-3 = l2 + l3 (11) l4-6 = l4 + l5 + l6 = 2l4 + l6 (12) l = l + l (13) 2-3 4-6 M4-6 = Nc (cos ln Nk - tg P sin in Nk) (15) Nk - 1 tg P = tg k l4-6 + (16) Nk ln Nk M = M2-3 #M4-6 (17) où N = N = N et M > 1 (18) c k Dans ces relations M2-3=A3/Ao est le coefficient d'a- plification du barreau, M4-6=A1/A3 est le coefficient d'amplification du concentrateur, MA-A1/Ao est le coefficient général d'amplification de l'amplitude des vibrations du convertisseur de vitesse revendiqué, Ao est l'amplitude des vibrations à ltex trémité étroite d'entrée du tronçon s'élargissant 2 du barreau, A3 est l'amplitude des vibrations à l'endroit d'assemblage du barreau et du concentrateur, A1 est l'amplitude des vibrations à l'extrémité sortante du concentrateur. Ainsi, même en cas d'égalité des surfaces des sections transversales à l'entrée et à la sortie du convertisseur de vitesse dans la direction d'émission, on obtient une amplification d'amplitude des déviations et, par conséquent, d'après l'amplitude de vitesse de vibration. I1 est commode de caractériser les possibilités potentielles des convertisseurs de vitesse à l'aide d'une relation des énergies de vibrations à leurs entrées et sorties, qu'on va dénommer un coefficient réduit de transfert ## = We/Wo (19) Wo = 0,5 # c Vo2So (20) We = O,5c Ve2Se (21) Dans ces relations W, W1 est l'énergie des vibrations à l'entrée et à la sortie du convertisseur de vitesse respectivement ; ; # est la densité du matériau à partir duquel est réalisé le convertisseur Vo = 2 # VAo et Vl = 2 # VAl est une amplitude de la vitesse de vibration à l'entrée et à la sortie du convertisseur respectivement So = # /4 Do2 et Sl = # /4 Dl2 sont les surfaces de section transversale à l'entrée et à la sortie du convertisseur de vitesse respectivement. Pour le convertisseur de vitesse revendiqué où NcaNkaN ## # N3,5 (22) pour un concentrateur à gradin de deux quarts d'onde = N2 (23) pour les concentrateurs simples réalisés sous forme de barreaux de forme exponentielle, conique et caténoïde # ou N (24) ce qui met en évidence l'avantage du convertisseur de vitesse proposé par rapport aux constructions connues, pour ce qui est du transfert de l'énergie provenant des transducteurs dlectroxe- caniques puissants vers les milieux traités Afin de faciliter des calculs d'ingénieur, on donne ciaprès un tableau 1 indiquant les valeurs numériques des relations de (7) à (18). Tableau 1 N M2-3 M4-6 M kl2 kl3 kl2-3 kl4 kl4-6 kl3-4 kl kl7 1,1 1,00 1,21 1,21 0,10 3,06 3,15 1,52 3,14 4,58 6,29 1,44 1,2 1,00 1,44 1,43 0,18 2,99 ,17 1,48 3,14 4,42 6,32 -1,28 1,3 0,99 1,68 1,67 0,26 2,93 3,20 1,44-3,15 4,38 6,35 1,24 1,4 0,98 1,95 1,92 0,34 2,89 3,23 1,41 3,16 4,30 6,39 1,16 1,5 0,98 2,23 2,18 0,40 2,85 3,26 1,38 3,17 4,24 6,43 1,09 1,6 0,97 2,52 2,44 0,47 2,82 3,29 1,36 3,19 4,17 6,48 1,03 1,7 0,96 2,82 2,71 0,53 2,79 3,32 1,34 3,21 4,13 6,53 0,99 1,8 0,95 3,14 2,98 0,59 2,77 3,36 1,32 3,23 4,09 6,58 0,95 1,9 0,94 3,47 3,25 0,64 2,74 3,39 1,30 3,25 4,05 6,64 0,91 2,0 0,92 3,81 3,53 0,69 2,72 3,42 1,29 3,27 4,02 6,69 0,87 2,1 0,91 4,16 3,80 0,74 2,70 3,45 1,28 3,30 3,99 6,75 0,84 2,2 0,90 4,52 4,08 0,79 2,69 3,48 1,27 3,32 3,96 6,80 0,81 2,3 0,89 4,89 4,36 0,83 2,67 3,50 1,26 3,35 3,93 6,86 0,79 2,4 0,88 5,27 4,64 0,88 2,66 3,53 1,25 3,38 3,91 6,91 0,77 2,5 0,87 5,65 4,92 0,92 2,64 3,56 1,24 3,41 3,89 6,96 0,74 2,6 0,86 6,04 5,19 0,96 2,63 3,58 1,24 3,44 3,87 7,02 0,72 2,7 0,85 6,44 5,47 0,99 2,61 3,60 1,24 3,46 3,85 7,07 0,71 2,8 0,84 6,84 5,74 1,03 2,60 3,63 1,23 3,49 3,87 7,12 0,69 2,9 0,83 7,25 6,02 1,06 2,59 3,65 1,23 3,52 3,81 7,17 0,67 3,0 0,82 7,66 6,28 1,10 2,57 3,69 1,22 3,55 3,80 7,22 0,66 3,1 0,81 8,08 6,55 1,13 2,56 3,71 1,22 3,58 3,79 7,27 0,64 3,2 0,80 8,50 6,82 1,16 2,55 3,71 1,22 3,60 3,77 7,32 0,63 3,3 0,79 8,92 7,08 1,19 2,54 3,73 1,22 3,63 3,76 7,37 0,62 Tableau 1 (suite) N M2-3 M4-6 M kl2 kl3 kl2-3 kl4 kl4-6 $kl3-4 kl kl7 3,4 0,78 9,35 7,34 1,22 2,53 3,75 1,22 3,66 3,75 7,41 0,61 3,5 0,78 9,78 7,60 1,25 2,52 3,77 1,22 3,68 3,74 7,46 0,59 3,6 0,77 10,22 7,85 1,28 2,51 3,79 1,22 3,71 3,73 7,50 0,58 3,7 0,76 10,65 8,10 1,31 2,50 3,81 1,22 3,74 3,7' 7,55 0,57 3,8 0,75 11,09 8,35 1,34 2,49 3,82 1,22 3,76 3,70 7,59 0,56 3,9 0,74 11,53 8,59 1,36 2,48 3,84 1,22 3,79 3,70 7,63 0,55 4,0 0,74 11,97 8,83 1,39 2,47 3,86 1,22 3,82 3,69 7,68 0,54 Le tableau 1 permet de déterminer les coefficients d'am- plification et de longueur des tronçons séparés du convertisseur en cas où Nc=Nk=N. Si Nc/Nk, alors pour les tronçons 2, 3 du barreau et pour les tronçons 4, 5, 6 du voncentrateur, on trouve des grandeurs recherchées dans les lignes différentes correspondant aux valeurs données de Nc et de Nk. Le tableau 1 fait voir que la longueur du tronçon 3 de section transversale constante est proche de la moitié de longueur de l'onde des vibrations longitudinales, et elle diminue en cas d'augmentation de Nc. En morne temps diminue la longueur du tronçon 4 du concentrateur. La longueur maximale de ce tron çon est 14 max = 2t /4. La construction décrite du convertisseur de vitesse assure un bon accord sur la fréquence, une robustesse et une correspondance des paramètres théoriques et trouvés par voie d'expéri tentation Il est possible de réaliser une deuxième variante du convertisseur 1 de vitesse analogue à la variante décrite cidevant. La différence consiste en ce que la longueur du tronçon 4 de section transversale constante du concentrateur est réduite d'une moitié de la longueur d'onde. Dans ce cas, une partie du tronçon 3 de section transversale constante représenté sur la fig. 1 remplit en même temps le rôle du concentrateur. Un tron çon 7, ainsi formé (fig. 2) a une longueur (en cas où NcsNkgN) D'autres grandeurs et le coefficient général d'amplification correspondent aux relations de (7) à (18). Dans le tableau 1 ci-devant est indiquée la longueur du tronçon 7 calculée d'après la relation (2S). La construction décrite du convertisseur de vitesse, ayant une longueur totale égale à la moitié de la longueur d'onde compte tenu de la dispersion, possède des caractéristiques qui sont les mornes que les caractéristiques du convertisseur représenté sur la fig. 1. I1 est possible de réaliser une troisième variante du convertisseur 1 de vitesse proposé analogue au convertisseur décrit ci-dessus. La différence consiste en ce que la longueur du tronçon 4 du concentrateur représenté sur la fig. 4 est augmentée d'un nombre entier de demi-ondes de vibrations longitudinales. Cela, de même qu'en cas de la deuxième variante, ne modifie pas les caractéristiques du convertisseur, mais la surface latérale s'accroit considérablement. Les dimensions transversales des tron çons 3 et 8 de section transversale constante étant voisines de 7 La longueur du tronçon 8 (fig. 3) formé à la suite d'augmentation de la longueur du concentrateur, ledit tronçon étant de section transversale constante,est égale à 18 - n## + 14 (26) où les valeurs de 14 sont données dans le tableau 1 ci-dessus et n est le nombre entier, de l'unité jusqu'à l'infini Il est possible de réaliser une quatrième variante du convertisseur 1 de vitesse proposé analogue aux convertisseurs décrits ci-dessus. La différence.consiste en ce que le tronçon 3 (fig. 4) du barreau et le tronçon 4 du concentrateur ont les valeurs dif fomentes de la section transversale. Dans certains cas, cela permet de rendre plus facile l'incorporation du convertisseur dans l'appareillage technologique, et le remplacement du concentrateur. Le calcul de cette variante de réalisation du convertisseur de vitesse se fait d'après les relations de (7) @ (18) ou (26) ou d'après les données du tableau 1 en utilisant les lignes différentes. Il est possible de réaliser une cinquième variante du convertisseur 1 de vitesse proposé analogue au convertisseur décrit ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que le tronçon s'élargissant 9 (fig. 5) du barreau et le tronçon se rétrécis- sant 12 du concentrateur ont une forme exponentielle, ce qui permet d'obtenir pratiquement des coefficients d'amplification maximaux possibles pour le cas d'une caractéristique N initiale donnée. Un tel convertisseur de vitesse est calculé d'après les relations ci-après 19 = 1/k ln Nc (27) 12 = i ln Nk (30) l9-10 = l9 + l10 (31) l11-13 = 2l11 + l12 (32) l10-11 = l10 + l11 (33) M = M9-10 M11-13 (37) En vue de faciliter les calculs d'ingénieur, le tableau 2 ci-dessous regroupe les valeurs numériques des relations de (27) à (38). Tableau 2 N M9-10 M11-13 M kl9 kl10 kl9-10 kl11 kl11-13 kl10-11 kl kl14 1,00 1,00 1,00 1,00 0,00 3,14 3,14 1,57 3,14 4,71 6,28 1,57 1,25 1,00 1,56 1,55 0,22 2,96 3,18 1,46 3,14 4,42 6,32 1,28 1,50 0,98 2,23 2,19 0,40 2,84 3,24 1,38 3,16 4,22 6,40 1,08 1,75 0,97 2,98 2,88 0,56 2,75 3,31 1,32 3,20 4,Q9 6,50 0,95 2,00 0,95 3,82 3,62 0,69 2,68 3,37 -1,27 3,23 3,95 6,60 0,81 2,25 0,93 4,72 4,39 0,81 2,62 3,43 1,23 3,27 3,85 6,70 0,71 2,50 0,92 5,68 5,19 0,92 2,57 3,48 1,20 3,32 3,77 6,80 0,63 2,75 0,90 6,69 6,02 1,01 2,52 3,53 1,18 3,37 3,70 6,89 0,56 3,00 0,88 7,75 6,87 1,10 2,48 3,58 1,16 3,42 3,64 6,99 0,50 3,25 0,87 8,85 7,75 1,18 2,44 3,62 1,14 3,46 3,58 7,08 0,44 3,50 0,86 10,00 8,66 1,25 2,41 3,66 1,12 3,49 3,53 7,16 0,39 3,75 0,86 11,17 9,59 1,32 2,38 3,70 1,11 3,54 3,49 7,24 0,35 4,00 0,86 12,38 10,54 1,39 2,35 3,73 1,10 3,59 3,45 7,32 0,31 Le tableau 2 permet de calculer les coefficients d'as- plification et les longueurs des tronçons séparés du convertisseur dans le cas où Nc=Nk=N. Si Nc/Nk, alors on trouve les grandeurs des tronçons 9,10 du barreau et des tronçons 11, 12, 13 du concentrateur dans les lignes correspondant aux valeurs prescrites de Nc et de Nk. Il est possible de réaliser une sixième variante du convertisseur 1 de vitesse proposé analogue au cpnvertisseur décrit ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que la longueur du tronçon 11 du concentrateur est réduite d'une ioitié de longueur d'onde. Dans ce cas, une partie de tronçon 10 du barreau sert en même temps de concentrateur. Un tronçon a la forme 14 (fig. 6), a une longueur (pour le cas où Nc=Nk=N) Les autres dimensions et le coefficient général d'ampli- fication correspondent aux relations (26) à (38). Dans le tableau 2 ci-dessus est indiquée la longueur du tronçon 14 calculée d'après la @elation (39). Il est possible d'accroître la longueur du tronçon 11 du concentrateur montré sur la figez 5 d'un nombre entier de demi- ondes de vibrations longitudinales l11' = l11 + n #/2 (40) Est possible également une septième variante de réalisation du convertisseur 1 de vitesse proposé, analogue à celui décrit ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que le concentrateur à gradin comprend, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon 4 (fig. 7) de section transversale constante d'une longueur à peu près égale à (2n-2) # /4 et un tronçon se rétrécissant 5 d'une longueur de l/k ln Nk. La longueur 13 4 du tronçon central de section transversale constante est déterminée, d'après une des relations (13), (25), (26), (33), (39) ou (40). Le coefficient d'amplification d'un tel convertisseur est égal d l'unité et ce convertisseur peut être utilisé pour le transfert de l'ultrason, depuis le transducteur vers la charge éloignée. A la différence du barreau de section transversale constante d'une longueur résonante, un tel convertisseur a une masse moindre. Un tel transfert est efficace-si la surface latérale est entourée par un milieu gazeux ou se trouve dans un vide. En cas de nécessité, il est possible de réunir plusieurs convertisseurs. Le convertisseur de vitesse décrit est efficace dans le cas de sonorisation d'objets longs, par exemple, de tubes. En utilisant une des variantes de réalisation de convertisseur décrites ci-dessus, et représentées sur les fig. 1 à 6, on obtient un coefficient requis d'amplification, et l'utilisation de l'é- mission procurée par les surfaces latérales du convertisseur représenté sur la fig. 7 permet de créer dans un liquide des zones cavitaires allongées dans le jeu entre l'objet soumis à la sonorisation et le convertisseur. La plus haute amplitude de traitement est atteinte dans la zone du tronçon se rétrécissant 5, 12 du concentrateur. Est possible la réalisation d'une huitième variante du convertisseur 1 de vitesse proposé, qui est analogue à celui dé- crit ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que le barreau comprend supplémentairement un tronçon 15 (fig. 8) de section transversale constante, d'une longueur résonante suivant le mode des vibrations longitudinales, dont une extrémité est reliée d'une façon rigide à l'extrémité étroite du tronçon s'élargissant du barreau. Une telle réalisation du convertisseur 1 de vitesse permet de faciliter son accouplement au transducteur, ainsi que de réduire la valeur de l'émission latérale lors du transfert de l'ultrason, depuis le transducteur, vers une charge éloignée. Il est possible de réaliser une neuvième variante du convertiseeur 1 de vitesse proposé, analogue à ceux décrits cidessus. Son élément caractéristique consiste en ce que le tronçon 16 (fig. 9) du concentrateur a une longueur de quart d'onde. Cela permet de rendre plus facile l'accouplement du convertisseur 1 de vitesse à l'appareillage technologique 17, cet accouplement se faisant par l'intermédiaire d'une fixation par bride 18 disposée à l'endroit d'assemblage du tronçon 16 de section transversale constante et du tronçon se rétrécissant 12 du concentrateur. Dans ce cas l16=# /4 - l18 où l18 20k Dans cette variante de réalisation du convertisseur 1 de vitesse, le concentrateur comporte un tronçon 19 se section transversale constante, qui est analogue au tronçon 13 (fig. 5). Toutefois, la longueur du tronçon 19 (fig. 9) n'est pas la même que la longueur du tronçon indiqué. Un tel convertisseur de vitesse est calculé d'après les relations 19 =l/k In Nc t41) l16 = ## - l18 (43) 118 112 = 1/k ln Nk (46) 19-10 = 19 + 1io (47) 116-19 = 116 + 118 + 112 + 119 (48) M = M9-10 # M16-19 (51) Afin de faciliter les calcule d'ingénieur, le tableau 3 ci-dessous regroupe les valeurs numériques des relations de (41) à (51) (pour le cas où NcaNknN). Tableau 3 N 9-10 M11-18 M klg kl10 kl6 kl 1,0 1,00 1,00 1,00 0,00 3,14 1,57 6,28 1,25 1,00 1,55 1,55 0,22 2,96 1,39 6,36 1,50 0,98 2,19 2,16 0,40 2,84 1,29 6,51 1,75 0,97 2,90 2,80 0,56 2,75 1,23 6,66 2,00 0,95 3,66 3,47 0,69 2,68 1,18 6,82 2,25 0,93 4,48 4,15 0,81 2,62 1,15 6,96 2,50 0,92 5,31 4,85 0,92 2,57 1,12 7,09 2,75 0,90 6,19 5,57 1,01 2,52 1,10 7,21 3,00 0,88 7,11 6,30 1,10 2,48 1,09 7,34 3,25 0,87 8,05 7,05 1,18 2,44 1,08 7,45 3,50 0,86 9,02 7,81 1,25 2,41 1,06 7,55 3,75 0,86 10,01 8,60 1,32 2,38 1,05 7,64 4,00 0,86 11,03 9,40 1,39 2,35 1,04 7,74 Il est possible de réaliser une dixième variante du convertisseur 1 de vitesse analogue à ceux décrits ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que ledit convertisseur est percé d'un canal débouchant axial 20 (fig. 10) et des canaux transversaux 21, ce qui permet d'amener des milieux fluides à traiter i travers les canaux indiquds 20 et 21 vers l'extrémité sortante du convertisseur 1 de vitesse. Il est possible de réaliser une onzième variante du convertisseur 1 de vitesse, qui est aussi analogue à ceux décrits ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que le tronçon de section transversale constante comporte une source supplémen- taire des vibrations, ladite source étant constituée par des transducteurs piézo-électriques annulaires 22 (fig. 11) reliés entre eux par l'intermédiaire de joints métalliques - des électrodes 23. Les transducteurs piézo-électriques 22 sont serrés à l'aide d'un goujon fileté et sont reliés à un transformateur d'adaptation alimenté par le générateur principal qui excite aussi le transducteur électromécanique principal. Le goujon fileté, le transformateur d'adaptation et le générateur ne sont pas montrés sur le dessin. Une telle réalisation du convertisseur de vitesse permet de conpenser les pertes dues à l'émission latérale, grace à quoi il devient possible de réaliser des lignes assez longues pour le traitement d'objets étendus. 11 est ppssible de réaliser une douzième variante du convertisseur 1 de vitesse qui est analogue aux convertisseurs décrits ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que l'extrémité de sortie du convertisseur 1 de vitesse porte, fixés rigidement, des guides d'ondes souples et longs 24 (fig. 12) réalisés à partir d'un fil rigide. Si les guides d'ondes indiqués 24 sont excités par une amplitude des vibrations provoquant la perte de la stabilité, ces derniers produisent des vibrations d'où il résulte un traitement ultrasonore intense du milieu ambiant Il est possible de réaliser une treizième variante de convertisseur I de vitesse analogue à ceux décrits ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que l'extré- mité de sortie du convertisseur de vitesse 1 porte, fixé rigidevent, un concentrateur 25 (fig. 13) de forme conique d'une longueur de résonance, ce qui permet d'obtenir des amplitudes de la vitesse de vibration dont la valeur dépasse de plusieurs fois les valeurs maxima admissibles pour les barreaux de section transversale constante. Il est possible de réaliser une quatorzième variante du convertisseur 1 de vitesse analogue à ceux décrits ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que le tronçon central du convertisseur de vitesse 1 représenté sur la fig. 3 comporte supplémentairement des lames minces 26 (fig. 14) et 27 qui sont fixées dans les noeuds et dans les antinoeuds de l'onde stationnaire. L'épaisseur maximale des lames fixées dans les antinoeuds de l'onde stationnaire ne doit pas dépasser la valeur de %/20 k, et l'épaisseur maximale des lames fixées dans les noeuds, + /4Ok Cela permet de traiter de grands volumes en faisant intervenir des vibrations de flexion excitées dans les lames indiquées 26 et 27. Il est possible de réaliser une quinzième variante du convertisseur 1 de vitesse analogue à ceux décrits ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce qu'à l'extrémité de sortie du convertisseur 1 de vitesse sont fixées, par l'intermédiaire de tronçons 28 (figez 15) d'une longueur de quart d'onde, des lames 26 et 27. Cela donne la possibilité de traiter des volumes considérables en mettant en jeu des amplitudes élevées ultrasonores Il est possible de réaliser une seizième variante du convertisseur 1 de vitesse analogue à ceux décrits ci-dessus. Son élément caractéristique consiste en ce que l'on relie en série deux convertisseurs 1 de vitesse, ce qui permet d'amplifier l'amplitude de la vitesse de vibration de plusieurs dizaines de fois. En cas d'utilisation du convertisseur de vitesse proposé réalisé selon toutes les variantes décrites dans les dispositifs d'épuration, de soudage, de dispersion, l'extrémité étroite du tronçon s'élargissant 2 (fig. 17) du barreau est reliée rigidement à l'extr-émité de sortie du transducteur électroméca- nique 29 excité par un générateur 30 des vibrations harmoniques électriques. Le convertisseur de vitesse proposé fonctionne de façon suivante. Le convertisseur 1 (fig. 17) est relié acoustiquement et rigidement par son extrémité d'entrée à la sortie du transducteur électromécanique 29. Pour exciter le convertisseur de vitesse 1, sa propre fréquence ne doit pas différer sensiblement de la fréquende de résonance du transducteur 29. Un désalignement considérable des fréquences du convertisseur de vitesse 1 et du transducteur 29 (d'ordre, par exemple, de quelques centaines de Hertz) est éliminé en raccourcissant la longueur du tronçon 3 de section transversale constante, si sa propre fréquence est inférieure à la fréquence de résonance du transducteur 29. Dans le convertisseur de vitesse sont excitées les ondes stationnaires longitudinales. Une partie insignifiante de l'énergie de ces ondes, dont la valeur ne dépasse pas la puissance potentielle du transducteur électromécanique, peut être émise dans le milieu ambiant. L'davantage essentiel offert par le convertisseur de vitesse proposé consiste en une réduction de l'amplitude des vibrations longitudinales dans les zones centrales du convertisseur. Le coefficient d'amplification de l'amplitude du barreau s'élargissant est quelque peu inférieur à l'unité et l'onde se propage sur les tronçons de grande section transversale. Tout cela réduit des contraintes de vibrations, augmente la robustesse et la durée de service du convertisseur de vitesse par rapport à des concentrateurs ultrasonores des types connus. En meme temps, un tel convertisseur de vitesse est caractérisé par une robustesse mécanique considérable, et il peut être utilisé dans le but d'agir par une force sur une substance, par exemple, il peut être utilisé pour une compression, une extrusion, un boudinage Le principe du fonctionnement des convertisseurs de vitesse réalisés selon d'autres variantes est analogue à celui décrit ci-dessus. En vue de faire mieux comprendre le fonctionnement du convertisseur de vitesse, sur la fig. 18 est représenté un graphique du rapport du coefficient M d'amplification et de la caractéristique initiale N (Nc NkN) où suivant l'axe d'ordonnées est rapporté le coefficient M d'amplification et, suivant l'axe d'abscisses, la caractéristique initiale N. Sur le graphique indiqué, la courbe "a" correspond au convertsseur de vitesse montré sur les fig. 1, 2, 3, la courbe wbw correspond au ronvertisseur de vitesse montré sur les fig. 5,6. En faisant les calculs, on considère la puissance de l'émission latérale due à des vibrations radiales comme étant égale à zéro. La figez 19 est un graphique du rapport du coefficient réduit ç de transfert du convertisseur de vitesse revendiqué et de la valeur de sa caractéristique initiale N, où suivant l'a xe d'ordonnées est rapporté le coefficient réduit t # de trans- fert et, suivant l'axe d'abscisses, la caractéristique initiale N. Les rapports représentés sur la figez 19 correspondent aux mêmes variantes de réalisation corme dans le cas de la fig. 18. La comparaison des relations "a" et "b" sur les fig. 18 et 19 montre que les coefficients d'amplification et les coefficients réduits de transfert des variantes de réalisation considérées les plus caractéristiques pour le convertisseur de vitesse revendiqué se distinguent très peu dans l'intervalle des faibles valeurs de la caractéristique initiale N. En pratique, ce sont ces valeurs de la caractéristique initiale qui sont utilisées et normalement N#2 à 3, parce que, dans le cas contraire, on court le risque de perdre la stabilité transversale du convertisseur de vitesse.En outre, avec l'augmentation de N s'élève le diamètre du tronçon central de section transversale constante, ce qui entrain. la perturbation des conditions des équations qui décrivent le processus de vibrations. En cas de nécessité. d'obtenir des coefficients d'amplification très élevés, on fait appel à un assemblage en série des convertisseurs 1 de vitesse, comme montré sur la fig. 16. Dans la construction du convertisseur de vitesse proposé, il n'existe pas de variations brusques de la surface de section transversale qui caractérisent les-concentrateurs à gradin. Comme tronçons transitoires sont utilisés les tronçons de forme conique ou exponentielle permettant aux ondes de se répartir régulière- ment sur toute la section transversale. Le convertisseur de vitesse proposé permet d'utiliser au maximum les possibilités potentielles même des transducteurs é- lectromdcaniques les plus puissants. A cet effet, sur la fig. 20 sont représentés les résultats d'une détermination par voie expérimentale de la valeur du rendement t électro-acoustique dans le système "transducteur -électromécanique-convertisseur de vitesse-eau", par rapport à la valeur d'amplitude A6 des vibrations de la surface émettante immergée dans l'eau. La valeur du rendement électro-acoustique était déterminée comme rapport entre la puissance introduite dans le liquide et la puissance fournie par le secteur d'alimentation en courant.La puissance acoustique introduite dans le liquide a été déterminée par mesu- rage calorimétrique. Sur l'axe d'ordonndes (fig. 20), on a rapporté la valeur du rendement électro-acoustique, sur l'axe d'abscisses, l'amplitude Al des vibrations étant de 18 kHz. Sur Ie graphique indiqué, la courbe "a" correspond au convertisseur de vitesse représenté sur la fig. 1, la courbe "c" correspond à un concentrateur à gradin avec un tronçon transitoire de forme conique, la courbe "d", à un concentrateur de forme exponentielle, tandis que "e" montre le rendement maximal possible du transducteur utilisé et la valeur du rendement électroacoustique du convertisseur montré sur la fig. 16. Les convertit seurs de vitesse indiqués avaient les diamètres Do Dl 65 mm, lesdits diamètres étant égaux au diamètre de l'extrémité de sortie du transducteur. Dans les concentrateurs, le diamètre de l'extrémité d'entrée Do était de 65 mm. D'après le graphique, on peut voir que les constructions connues des concentrateurs (à gradin et exponentiels) permettent d'obtenir des taux du rendement électro-acoustique # de plusieurs fois inférieurs à ceux possibles. Le convertisseur de vitesse proposé permet pratiquement d'utiliser complètement les possibilités potentielles du transducteur électromécanique. Il est à noter que la valeur # peut être déterminée comme t # = ###1##2##3 (52) où # est le coefficient de transfert du convertisseur ou du concentrateur (pour le convertisseur monte' sur la fig. 16 v #1, #2, #3 sont les rendements du générateur, du transducteur et du convertisseur de vitesse respectivement ( X 1 = 0,5 à 0,9 ; k 2 = 0,3 à 0,9 ; yL s 0,9 à 0,99). C'est le coefficient de transfert du convertisseur de vitesse qui remplit le rôle principal dans la modification de la valeur , la valeur dudit coefficient étant fonction de la grandeur de la surface d'émission, de l'amplitude des vibrations et du genre du milieu ambiant. Le convertisseur de vitesse proposé permet de modifier simultanément l'amplitude des décalages et d'augmenter la surface d'émission, ce qui rend possible d'obtenir les taux maxima du rendement électro-acoustique. Il permet de produire des vibrations acoustiques puissantes d'une fréquence requise dans l'intervalle allant à des portions jusqu'à des centaines de W/cm2 en utilisant au maximum la puissance W du transducteur é lectromécanique. Un avantage remarquable offert par le convertisseur de vitesse proposé réside dans la @possibilité de le faire varier dans une large plage de sa longueur. La longueur minimale du convertisseur est égale à la moitié de la longueur d'onde, compte tenu de la dispersion, ce qui coïncide à peu près avec la longueur des concentrateurs les plus connus de forme exponentielle, conique et caténoldale. Eu augmentant considérablement l'amplitude des vibrations sans modifier ou en modifiant très peu dans la direction d'élévation, aussi bien que dans le sens de diminution de la grandeur de la surface d'émission, le convertisseur de vitesse peut trouver une large application dans les laboratoires. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Convertisseur de vitesse ultrasonore comportant, reliés par leurs extrémités, un concentrateur à gradin ayant un coefficient d'amplification de l'amplitude des vibrations supérieur à l'unité, et un barreau de section variable, caractérisé par le fait que le concentrateur et le barreau sont reliés acoustiquement d'une façon rigide par les extrémités larges et leur longueur totale est égale à n # /2, où n est le nombre entier de l'unité jusqu'à l'infini, et t est la longueur de l'onde de vibrations longitudinales, compte tenu de dispersion 2. Convertisseur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le barreau comporte, disposés dans la direction de ltéission, un tronçon s'élargissant d'une longueur de I ln Nc où Xc est une racine carrée du rapport des surfaces sections transversales des extrémité large et étroite du tronçon s'élargissant du barreau, et k est un nombre d'onde, ainsi qutun tronçon de section transversale constante dont l'extrémité est reliée rigidement à l'extrémité large du concentrateur, les surfaces des sections transversales de l'extrémité large du tronçon s'élargissant du barreau et du tronçon de section transversale constante ayant en outre, à l'endroit de leur assemblage, une grandeur égale. 3. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le barreau comporte, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon de section transversale constante d'une longueur de résonance suivant le mode longitudinal des vibrations, un tronçon s'élargissant d'une longueur égale à 1 In Nc où Nc est une racine carrée du rapport des sec tionsktransversaîes des extrémités large et étroite du tronçon s'élargissant du barreau et k est un nombre d'onde, et un second tronçon de section transversale constante dont l'extrémité est reliée rigidement à l'extrémité large du concentrateur, et les surfaces des sections transversales de l'extrémité large du tronçon s'élargissant du barreau et du second tronçon de section transversale constante à l'endroit de leur assemblage ont une valeur égale. 4. Convertisseur selon les revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le tronçon s'élargissant du barreau a une forme conique. 5. Convertisseur selon les revendications 2 ou 3, carac térisé par le fait que le tronçon s'élargissant du barreau a une forme exponentielle. 6. Convertisseur selon une des revendications 1, 2, 3, Q, 5 ou selon l'ensemble de ces revendications, caractérisé par le fait que le concentrateur à gradin comporte, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon de section transversale constante d'une longueur à peu près égale à (2n-2) t /4 dont l'extrémité est reliée rigidement à l'extrémité large du barreau, et un tronçon se rétrécissant d'une longueur égale à 1 ln Nk où Nk est une racine carrée du rapport des surfaces bes sections transversales des extrémités large et étroite du tronçon se rétrécissant du concentrateur, et k est un nombre d'onde, et les surfaces des sections transversales de l'extrémité large du tronçon se rétrécissant du concentrateur et du tronçon de section transversale constante à l'endroit de leur assemblage ont une valeur égale. 7. Convertisseur selon une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou selon l'ensemble de ces revendications, caractérisé par le fait que le concentrateur à gradin comporte, disposés successivement dans la direction d'émission, un tronçon de section transversale constante d'une longueur à peu près égale à (2n-2) n /4 dont l'extrémité est rigidement reliée à l'extré- mité large du barreau, un tronçon se rétrécissant d'une longueur de 1 ln Nk où Nk est une racine carrée du rapport des surfaces k des sections transversales des extrémités large et étroite du tronçon se rétrécissant du concentrateur, et k est un nombre d'onde, et un tronçon de section transversale constante, et les surfaces des sections transversales des extrdmitds large et étroite du tronçon se rétrécissant du concentrateur sont respectivement égales aux surfaces des sections transversales du pre mier et du second tronçon à l'endroit de leur assemblage. 8. Convertisseur selon les revendications 6 ou 7 caractérisé par le fait que le tronçon se rétrécissant du concentrateur a une forme conique. 9. Convertisseur selon les revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que le tronçon se rétrécissant du concentrateur a une forme exponentielle.