CN101990727A - 包括陶瓷基涂层的穿导件和涂覆陶瓷基涂层于穿导件之法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有陶瓷基涂层(260)的穿导件(210,210′)和为穿导件(210,210′)提供陶瓷基涂层(260)的方法。穿导件(210,210′)包括至少一个导电针(220),所述至少一个导电针(220)延伸穿过头部(217)并包括由绝缘部分(224)间隔开的露出的第一端(221)和露出的第二端(222)。所述至少一个导电针(220)连接与第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接的第一导电元件(121)和与另一电气装置(20,301)连接的第二导电元件(121′),由此露出的第一端(221)连接到第一导电元件(121)并且露出的第二端(221)连接到第二导电元件(121′)。陶瓷基涂层(260)位于下述部分中的至少一处:至少所述至少一个导电针(220)的第一端(221)的与所述至少一个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;至少所述至少一个导电针(220)的第二端(222)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;至少头部(217)的第一侧(217a)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;至少头部(217)的第二侧(217b)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括陶瓷基涂层的穿导件(feedthru)和把陶瓷基涂层涂敷于穿导件的方法。
背景技术
穿导件用于连接两个或更多电气装置的导电元件。作为示例,第一电气装置位于特定环境,诸如真空环境、高温或低温环境、或特定气体环境(包括爆炸性气体环境或者低湿气或高湿气环境),并且一个或多个其它电气装置位于第一电气环境的所述特定环境之外。在这样的例子中,可提供以允许对第一电气装置的所述特定环境加以隔离的方式来连接所述两个或更多电气装置的一个或多个穿导件。
为了允许所述一个或多个电气装置的连接,穿导件具有延伸穿过头部(header)的至少一个导电针,所述头部用作导电针的两侧之间的屏障。在头部是导电材料的情况下,绝缘材料可位于导电针穿过头部延伸的部分周围以便防止电流流到头部或者在针之间流动。在头部为非导电材料的情况下,头部自身可用作防止电流在针之间流动的绝缘材料。以这种方式,导电针的第一侧可连接到与第一电气装置相连接的导电元件(诸如,电线或端子),并且第二侧连接到与第二电气装置相连接的导电元件,以在第一电气装置和第二电气装置之间提供导电路径。
由于导电针的第一侧和第二侧的至少一部分必须露出以便把导电针连接到导电元件,所以在头部是导电材料的情况下、在穿导件包括超过一个针的情况下或者在穿导件与某一其它导电材料接触的情况下,漏电击穿(creepage breakdown)能够引起短路。由于湿气倾向于在升高的温度时更容易冷凝,所以在高温的情况下,漏电击穿的问题甚至更加严重。例如,在穿导件包括多个针的情况下,一层湿气可冷凝在任何绝缘材料上并提供针之间的导电路径。作为另一示例,在头部是导电材料的情况下,一层湿气可冷凝在绝缘材料上并提供介于一个或多个针和头部之间的导电路径。
已发现,位于穿导件的导电针周围的任何绝缘材料的表面上的污染物可使这个问题恶化。作为示例,这种污染物可提供使湿气冷凝的点。作为另一示例,这种污染物可溶解到任何冷凝液种而形成一种自身产生超过100mV电压的电解液。
解决这个问题的一个方法包括:在针的露出部分上提供绝缘材料的涂层,和/或在头部是导电材料的情况下在头部上提供绝缘材料的涂层。以这种方式,能够增大爬电距离。另外,绝缘材料能够用于涂敷任何露出的导电材料,即针的露出部分、导电元件的露出部分和用于把针连接到导电元件的任何硬钎焊(braze)或软钎焊(solder)材料(如果使用了硬钎焊或软钎焊材料的话)。假设对于湿气而言绝缘层是不可渗透的,如果对所有露出的导电材料进行涂敷,则能够以这种方式消除漏电。用于这种目的的一种类型的绝缘材料是Lektro-Tech,一种包括3,3-二氯-1,1,12,2-五氟丙烷、1,3-二氯-1,1,2,3-五氟丙烷环己烷、氧化烃和二氧化碳挥发剂(propellant)的可防止电腐蚀和机械腐蚀的化合物。这种化合物在露出的导电材料上形成屏障以增大爬电距离或显著消除漏电击穿方面是有效的。
虽然Lektro-Tech在从大约150℃到大约205℃的温度范围中对于防止短路而言有效,但在工作环境的温度超过大约205℃的情况下使用Lektro-Tech对于防止短路而言无效。然而,如前面所述,除非提供充分通风,否则随着温度增加更加可能发生冷凝。
本发明涉及一种包括陶瓷基涂层的穿导件和把陶瓷基涂层涂敷于穿导件的方法。
发明内容
本发明的范围仅由所附权利要求加以限定,并且不在任何程度上受到本发明内容内的陈述影响。
根据本发明的一个实施例,至少一个穿导件包括:延伸穿过头部的至少一个导电针和陶瓷基涂层。所述至少一个导电针包括由绝缘部分间隔开的露出的第一端和露出的第二端。所述至少一个导电针连接着与第一电气装置相连接的第一导电元件和与另一电气装置相连接的第二导电元件,由此,露出的第一端连接到第一导电元件并且露出的第二端连接到第二导电元件。陶瓷基涂层位于下述部分中的至少一处上:至少所述至少一个导电针的第一端的与所述至少一个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少所述至少一个导电针的第二端的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第一侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第二侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分。
根据本发明的另一实施例,一种把第一电气装置连接到另一电气装置的方法包括下述步骤:提供穿导件,穿导件包括延伸穿过头部的至少一个导电针,其中所述至少一个导电针包括由绝缘部分间隔开的露出的第一端和露出的第二端;把露出的第一端连接到与第一电气装置相连接的第一导电元件;把露出的第二端连接到与所述另一电气装置相连接的第二导电元件;涂敷陶瓷基涂层,从而使得它位于下述部分中的至少一处上:至少所述至少一个导电针的第一端的与所述至少一个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少所述至少一个导电针的第二端的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第一侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第二侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分。
发明方案
根据本发明的一方面,至少一个穿导件包括:
延伸穿过头部的至少一个导电针,其中
所述至少一个导电针包括由绝缘部分间隔开的露出的第一端和露出的第二端,
所述至少一个导电针连接与第一电气装置相连接的第一导电元件和与另一电气装置相连接的第二导电元件,由此,露出的第一端连接到第一导电元件、并且露出的第二端连接到第二导电元件;
陶瓷基涂层,位于下述部分中的至少一处上:
至少所述至少一个导电针的第一端的与所述至少一个导电针的绝缘部分邻接的部分;
至少所述至少一个导电针的第二端的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;
至少头部的第一侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;
至少头部的第二侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分。
优选地,陶瓷基涂层位于:至少所述至少一个导电针的第二端的与所述至少一个导电针的绝缘部分邻接的部分上、以及位于至少头部的第二侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分上,其中所述至少一个导电针的第二端从头部的第二侧延伸。
优选地,陶瓷基涂层位于:至少所述至少一个导电针的第一端的与所述至少一个导电针的绝缘部分邻接的部分上、以及位于至少头部的第一侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分上,其中所述至少一个导电针的第一端从头部的第一侧延伸。
优选地,陶瓷基涂层位于:至少所述至少一个导电针的第一端的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分上、至少头部的第一侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分上、至少所述至少一个导电针的第二端的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分上、以及至少头部的第二侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分上,其中所述至少一个导电针的第一端从头部的第一侧延伸、并且所述至少一个导电针的第二端从头部的第二侧延伸。
优选地,所述至少一个导电针的露出的第一端经由第一连接接合部与第一导电元件相连接,且所述至少一个导电针的露出的第二端经由第二连接接合部与第二导电元件相连接,并且陶瓷基涂层位于第一连接接合部和第二连接接合部中的至少一个处。
优选地,第一导电元件包括第一露出部分和第一绝缘部分,且第二导电元件包括第二露出部分和第二绝缘部分,并且陶瓷基涂层位于第一露出部分和第二露出部分中的至少一个处。
优选地,第一导电元件包括第一露出部分和第一绝缘部分;第二导电元件包括第二露出部分和第二绝缘部分;所述至少一个导电针的露出的第一端经由第一连接接合部与第一导电元件的第一露出部分相连接;所述至少一个导电针的露出的第二端经由第二连接接合部与第二导电元件的第二露出部分相连接;且存在下述两种情况中的至少一种情况或两种情况都存在:陶瓷基涂层从与所述针的绝缘部分邻接的所述至少一个导电针的第一端延伸到第一导电元件的第一绝缘部分;陶瓷基涂层从与所述针的绝缘部分邻接的所述至少一个导电针的第二端延伸到第二导电元件的第二绝缘部分。
优选地,所述穿导件包括延伸穿过头部并连接起第一电气装置与另一电气装置的多个针,陶瓷基涂层位于下述部分中的至少一处上:至少每个导电针的第一端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少每个导电针的第二端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第一侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第二侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分。
优选地,所述穿导件包括延伸穿过头部并连接第一电气装置和第二电气装置与所述另一电气装置的多个针,陶瓷基涂层位于下述部分中的至少一处上:至少每个导电针的第一端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少每个导电针的第二端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第一侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第二侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分。
优选地,第一电气装置包括振动流量装置的驱动器,所述另一电气装置包括振动流量装置的一个或多个电子器件。
优选地,第一电气装置包括振动流量装置的传感器或敏感元件(pick-off),所述另一电气装置包括振动流量装置的一个或多个电子器件。
根据本发明的另一方面,一种把第一电气装置连接到另一电气装置的方法包括下述步骤:
提供穿导件,穿导件包括延伸穿过头部的至少一个导电针,其中所述至少一个导电针包括由绝缘部分间隔开的露出的第一端和露出的第二端;
把露出的第一端连接到与第一电气装置相连接的第一导电元件;
把露出的第二端连接到与所述另一电气装置相连接的第二导电元件;
涂敷陶瓷基涂层从而使得它位于下述部分中的至少一处上:
至少所述至少一个导电针的第一端的与所述至少一个导电针的绝缘部分邻接的部分;
至少所述至少一个导电针的第二端的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;
至少头部的第一侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分;
至少头部的第二侧的与所述导电针的绝缘部分邻接的部分。
优选地,陶瓷基涂层被涂敷于至少所述至少一个导电针的第二端的与所述针的绝缘部分邻接的部分上、以及涂敷于至少头部的第二侧的与所述针的绝缘部分邻接的部分上,其中所述至少一个导电针的第二端从头部的第二侧延伸。
优选地,陶瓷基涂层被涂敷于至少所述至少一个导电针的第一端的与所述针的绝缘部分邻接的部分上、以及涂敷于至少头部的第一侧的与所述针的绝缘部分邻接的部分上,其中所述至少一个导电针的第一端从头部的第一侧延伸。
优选地,陶瓷基涂层被涂敷于至少所述至少一个导电针的第一端的与所述针的绝缘部分邻接的部分上、至少头部的第一侧的与所述针的绝缘部分邻接的部分上、至少所述至少一个导电针的第二端的与所述针的绝缘部分邻接的部分上、以及至少头部的第二侧的与所述针的绝缘部分邻接的部分上,其中所述至少一个导电针的第一端从头部的第一侧延伸、并且所述至少一个导电针的第二端从头部的第二侧延伸。
优选地,所述方法还包括下述步骤:把露出的第一端软钎焊或硬钎焊到第一导电元件以提供第一连接接合部;把露出的第二端软钎焊或硬钎焊到第二导电元件以提供第二连接接合部;把陶瓷基涂层涂敷于第一连接接合部和第二连接接合部中的至少一个上。
优选地,第一导电元件包括第一露出部分和第一绝缘部分,第二导电元件包括第二露出部分和第二绝缘部分,所述方法还包括下述步骤:把陶瓷基涂层涂敷于第一露出部分和第二露出部分中的至少一个上。
优选地,第一导电元件包括第一露出部分和第一绝缘部分;第二导电元件包括第二露出部分和第二绝缘部分;所述至少一个导电针的露出的第一端经由第一连接接合部与第一导电元件的第一露出部分相连接;所述至少一个导电针的露出的第二端经由第二连接接合部与第二导电元件的第二露出部分相连接;所述方法还包括涂敷陶瓷基涂层的步骤,从而使得存在下述两种情况中的至少一种情况或两种情况都存在:陶瓷基涂层从与所述针的绝缘部分邻接的所述至少一个导电针的第一端延伸到第一导电元件的第一绝缘部分;陶瓷基涂层从与所述针的绝缘部分邻接的所述至少一个导电针的第二端延伸到第二导电元件的第二绝缘部分。
优选地,所述穿导件包括延伸穿过头部并连接第一电气装置与另一电气装置的多个针,且所述方法还包括涂敷陶瓷基涂层从而使得陶瓷基涂层位于下述部分中的至少一处上:至少每个导电针的第一端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少每个导电针的第二端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第一侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第二侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分。
优选地,所述穿导件包括延伸穿过头部并连接第一电气装置和第二电气装置与所述另一电气装置的多个针,且所述方法还包括涂敷陶瓷基涂层从而使得陶瓷基涂层位于下述部分中的至少一处上:至少每个导电针的第一端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少每个导电针的第二端的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第一侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分;至少头部的第二侧的与每个导电针的绝缘部分邻接的部分。
优选地,第一电气装置包括振动流量装置的驱动器,且所述另一电气装置包括振动流量装置的一个或多个电子器件。
优选地,第一电气装置包括振动流量装置的传感器/敏感元件,且所述另一电气装置包括振动流量装置的一个或多个电子器件。
附图说明
图1A表示连接多个电气装置的穿导件的剖视图;
图1B表示连接多个电气装置的穿导件的剖视图;
图1C表示连接多个电气装置的穿导件的剖视图;
图1D表示连接多个电气装置的穿导件的剖视图;
图1E表示连接多个电气装置的穿导件的剖视图;
图2表示根据本发明一个实施例的振动流量装置的透视图;
图3表示根据本发明一个实施例的振动流量装置的壳体、穿导件、导管和接线盒(junction box)的透视图;
图4表示根据本发明一个实施例的穿导件和导管的剖视图;
图5表示根据本发明一个实施例的穿导件的剖视图;
图6表示根据本发明一个实施例的穿导件的剖视图。
具体实施方式
图1A至1E显示一种用于连接两个或更多电气装置300和301或300a、300b和301的穿导件210。如图中所示,穿导件210包括延伸穿过头部217的至少一个针220。头部217可以由导电材料(诸如,金属)制成。在这种情况下,针220可以通过绝缘材料280(例如但不限于:陶瓷、玻璃、橡胶或塑料)而与头部217和/或其它导电针220电绝缘。在某些实施例中,如图1B和1D中所示,头部217可以由自身用作绝缘材料的具有高电阻的材料(例如但不限于:陶瓷、玻璃、橡胶或塑料)制成。
在图1A、1C和1E描述的实施例中,针220把各电气装置300、301的第一导电元件121与第二导电元件121′连接在一起。在图1B和1D描述的实施例中,多个针220把电气装置300a、300b连接到电气装置301。本领域普通技术人员应该理解,以类似的方式,多个针220可以把电气装置300、301彼此连接。例如,胜于所述多个针220把电气装置300a、300b连接到电气装置301的是,所述多个针220可以在电气装置300、301之间提供多个连接。
如图1A至1E表示的实施例中所示,每个针220包括由绝缘部分224间隔开的第一侧221和第二侧222。第一侧221连接到第一导电元件121的露出部分122,第二侧222连接到第二导电元件121′的露出部分122′。本领域普通技术人员应该理解,若需要,可以在第一侧221、第二侧222与各露出部分122、122′之间经由焊接、经由软钎焊或经由硬钎焊而以机械方式提供连接。此外,如图1中所示,导电元件121、121′优选地包括绝缘部分123、123′,绝缘部分123、123′终止于露出部分122、122′处。
如图中所示,第一侧221和第二侧222中的至少一个可位于未充分通风的环境中。例如但不限于,第一侧221可位于电气装置300或电气装置300a、300b的壳体200中,壳体200至少部分地使针220的第一侧221的环境400与壳体200之外的环境500隔离。补充地或替代地,穿导件210可与导电元件121′的导管250相连接,导管250至少部分地使针222的第二侧222的环境401与导管250之外的环境500隔离。
由于环境400和/或环境401被至少部分地隔离,所以它们未被充分通风并且环境400、401内的任何物质(诸如,湿气)可形成冷凝液。如果环境400、401的温度升高,则冷凝液尤其成为问题。当在绝缘材料(例如,图1A、1C、1E中的绝缘材料280或1B、1D中的头部217)上出现冷凝液时,冷凝液可提供低电阻路径270,如图1A、1B中所示。这个低电阻路径270可以按在第一电气装置300和第二电气装置301之间的连接中产生短路的方式而将电能从针220的第一端221或第二端222传输到头部217。由于很多穿导件包括两个或更多针220,所以即使在头部217由具有高电阻的材料制成的情况下也可能类似地在两个或更多针220之间产生低电阻路径270,如图1B中所示。另外,以类似的方式,也可能在一个或多个针220与任何其它导电材料之间(例如但不限于,在至少一个针220和壳体200和/或导管250之间)产生低电阻路径。
根据本实施例的一个方面,涂敷高电阻陶瓷基涂层260(例如但不限于:CP 4050 Corr-Paint涂层,一种包括二甲苯、硅酮乳液、脂肪醇、聚乙二醇醚和绿色染料的化合物;Ceramabond 512,一种包括硅酸盐溶液和氧化铝的化合物;Ceramabond 552,一种包括硅酸盐溶液和氧化铝的化合物;Ceramabond 569,一种包括硅酸盐溶液和悬浮在无机液体溶液中的氧化铝的化合物;Ceramabond 671,一种包括硅酸盐溶液和悬浮在无机液体溶液中的氧化铝的化合物;或Ceramabond 835-M,一种包括硅酸盐溶液和氧化铝的化合物)以提供伸长的爬电路径271。根据本实施例的另一方面,陶瓷基涂层260可用于消除漏电击穿。
虽然上述每个产品由纽约Valley Cottage的Aremco Products,Inc.提供,但这些产品仅是合适的陶瓷基涂层260的例子,且在本发明的范围内可以使用其它陶瓷基涂层260。有利的是,优选地选择陶瓷基涂层260,使得它在超过205℃直至(例如但不限于)1100℃的温度时是稳定的并保持它的高电阻绝缘性质。
如图1C、1D中所示,可以为头部217和/或导电针220的露出端221、222的至少一部分提供温度稳定式陶瓷基涂层260,陶瓷基涂层260提供伸长的爬电路径271。通过至少对导电针220的末端221、222的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆,可以提供伸长的爬电路径271。通过至少对头部217的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆,可以提供伸长的爬电路径271。如图1C中所示,通过至少对导电针220的末端221、222的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆、以及至少对头部217的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆,则可以提供伸长的爬电路径271。另外,如图1C中所示,若需要,提供伸长的路径271的操作可包括对位于针220与头部之间的绝缘材料280进行涂覆。
本领域普通技术人员将会理解,陶瓷基涂层260沿第一端221、第二端222和/或头部217延伸得离绝缘部分224越远,伸长的爬电路径271将会越长。作为示例,与图1C描述的实施例中示出的情况相比,通过对头部217的较多部分(包括头部217的整体)进行涂覆,可提供甚至更长的伸长的爬电路径271。作为另一示例,通过下述操作可以提供甚至更长的伸长的爬电路径:对第一端221、第二端222的位于绝缘部分224与连接接合部215、215′之间的部分进行涂覆;对第一端221、第二端222位于绝缘部分224和连接接合部215、215′之间的部分进行涂覆并且对连接接合部215、215′进行涂覆;对第一端221、第二端222的位于绝缘部分224和连接接合部215、215′之间的部分进行涂覆并且对连接接合部215、215′以及从连接接合部215、215′延伸的露出部分122、122′的至少一部分进行涂覆。作为另一示例,如图1E中所示,通过对导电元件121、121′的露出连接部分122、122′的整体、连接接合部215、215′以及导电针220的第一端221、第二端222的位于连接接合部215、215′与绝缘部分224之间的部分进行涂覆,可以防止漏电击穿。
本领域普通技术人员将会理解,在本发明的范围内可以仅在针220的一侧221或222和/或头部217的一侧217a或217b上使用前述方法或等同的方法。在某些情况下,通过仅在针220的一侧221或222和/或头部217的一侧217a或217b上发生的漏电击穿,可以产生短路。作为非限制性的示例,在壳体200包含没有湿气的真空环境的情况下,由于干燥的真空环境而导致在头部的第一侧217a和针220的第一侧221上不太可能出现短路。例如但不限于,在这种情况下,可以在头部217的第二侧217b和/或针222的第二侧222上使用前述方法。或者,在头部217的一侧217a、217b上充分通风的情况下,可以在未充分通风的一侧217a、217b上使用前述方法或等同的方法。
本领域普通技术人员将会理解,在本发明的范围内可以使用前述方法和等同的方法来连接任何类型的电气装置。作为非限制性的示例,在本发明的范围内可以结合两个或更多电气装置(例如,流量变送器、密度变送器、压力变送器、温度变送器、密度计/比重计、Coriolis流量计、磁通计、涡街流量计和超声波流量计或任何其它电气装置)使用前述方法和等同的方法。
现在参照图2至6,显示了包括传感器组件10和一个或多个电子器件20的呈Coriolis流量计形式的振动流量装置5。通过使用公知的方法,所述一个或多个电子器件20测量流动物质的特性,诸如密度、质量流率、体积流率、总计质量流量、温度和其它信息。如以下所讨论,在振动流量装置的操作期间,在传感器组件10和所述一个或多个电子器件20之间传递电信号。
本实施例的振动流量装置5包括一对凸缘101和101′、歧管102和102′以及导管103A和103B。歧管102、102′固定或附加到导管103A、103B的相对端。本示例的凸缘101和101′固定到歧管102和102′。本示例的歧管102和102′固定到分隔器106的相对端。分隔器106在本示例中维持着歧管102和102′之间的间隔以防止导管103A和103B中的不希望的振动。所述导管以基本上平行的方式从歧管向外延伸。当把传感器组件10插入到携载流动物质的管线系统(未示出)中时,流动物质通过凸缘101进入传感器组件10,经过用于引导全部物质进入导管103A和103B的入口歧管102,流经导管103A和103B并流回到出口歧管102′内,流动物质在出口歧管102′处经凸缘101′流出传感器组件10。
本示例的振动流量装置5包括呈驱动器104形式的电气装置。驱动器104在驱动器104能够以驱动模式使导管103A、103B振动的位置固定到导管103A、103B。在本实施例中,驱动模式是第一异相弯曲模式,且优选地选择导管103A和103B并把导管103A和103B适当地安装到入口歧管102和出口歧管102′以便分别相对于弯曲轴线W-W和W ′-W ′具有基本上相同的质量分布、惯性矩和弹性模量。在本示例中,在驱动模式是第一异相弯曲模式的情况下,导管103A和103B在围绕它们各自相应的弯曲轴线W和W′的相反方向上由驱动器104加以驱动。驱动器104可包括很多公知装置之一,诸如安装到导管103A的磁体、和安装到导管103B的相对置的线圈。或者,驱动器104可包括不同的装置,诸如一个或多个压电装置。呈交流形式的驱动信号例如经由路径110而由一个或多个电子器件20提供,并经过相对置的线圈以使导管103A以及103B都振荡。
本实施例的振动流量装置5包括固定到导管103、103B的呈一对传感器/敏感元件105、105′形式的电气装置。在显示的实施例中,传感器105、105′位于导管103A、103B的相对端处。传感器/敏感元件105、105′检测导管103A、103B的运动并把代表导管103A、103B运动的传感信号提供给一个或多个电子器件20。例如,传感器/敏感元件105、105′可经由路径111、111′把传感信号提供给所述一个或多个电子器件。
本实施例包括一种从传感器/敏感元件105、105′接收传感信号并向驱动器104提供驱动信号的、呈一个或多个电子器件20形式的电气装置。路径26提供允许一个或多个电子器件20与操作者交流的输入和输出方式。理解本发明不需要对一个或多个电子器件20的电路的解释,并且为了说明书的简洁而省略掉对一个或多个电子器件20的电路的解释。
本领域普通技术人员应该理解,图1的描述仅作为一个可能的振动流量装置5的操作的例子,而非意在限制本发明的教导。本领域普通技术人员将会理解,在本发明的范围内可以结合任何类型的振动流量装置(例如,包括密度计/比重计)来使用本文中讨论的原理,而不管导管的数量、驱动器的数量、传感器/敏感元件的数量、振动的工作模式、或流动物质的确定的特性如何。另外,本领域普通技术人员将会理解,在本发明的范围内可以提供一种包括一个或多个电阻温度装置(“RTD,)的振动流量装置。此外,虽然导管103A、103B显示为具有大体上U形形状,但在本发明的范围内可以提供具有其它形状(诸如,笔直的或不规则形状)的导管103A、103B。另外,虽然在本示例中驱动模式被描述为弯曲模式,但在本发明的范围内可以使用其它驱动模式。
图3表示根据本发明实施例的壳体200。根据本实施例的一方面,壳体200接纳着导管103A、103B。根据本实施例的另一方面,壳体200接纳着驱动器104。根据本实施例的再一方面,壳体200接纳着传感器/敏感元件105-105′。
在示出的本实施例中,由壳体200的壁201定义出空腔(未示出)。在示出的本实施例中,该空腔(未示出)接纳着导管103A、103B、驱动器104和传感器/敏感元件105-105′。有利的是,壳体200可以使壳体200内的环境与壳体200外的环境隔离。例如,以这种方式,可以用很多方法控制壳体200内的环境,诸如提供真空、加入特定气体或控制湿度。虽然壳体200显示为具有大体上“U形”,但在本发明的范围内可以提供具有其它构造的壳体,诸如管形、三角形或不规则形状。
本领域技术人员将会理解到,为了把传感器/敏感元件105-105′和驱动器104连接到一个或多个电子器件20,壳体200的壁201限定出一个或多个开口(未示出)。如图3中所示,壳体200包括装配穿过壳体200开口(未示出)的至少一个穿导件210。穿导件210可集成于壳体200或以任何适合的方式连接,诸如扣接(fastening)、粘合、软钎焊、硬钎焊或焊接。
根据本实施例的一方面,使得穿导件210构造成将一个或多个电子器件20与传感器/敏感元件105、105′和驱动器104连接在一起。根据本实施例的另一方面,如图4至6中所示,使得穿导件210构造成将直接地或间接地将连接着所述一个或多个电子器件20的导电元件121′连接到直接或间接连接着驱动器104或传感器/敏感元件105、105′的导电元件121。本领域普通技术人员将会理解,在另外的实施例中,穿导件210还可以用类似的方式把一个或多个RTD连接到所述一个或多个电子器件。
如图3中所示,穿导件210还与接纳着和所述一个或多个电子器件20相连接的导电元件121′的导管250连接。如图3中所示,导管250具有连接到穿导件210的第一端251。此外,如图中所示,导管250包括第二端252。第二端252可连接到各种结构,包括例如第二穿导件210′、接线盒250或者所述一个或多个电子器件20。在示出的实施例中,第二端252连接到第二穿导件210′,第二穿导件210′可以按照与穿导件210把导电元件121连接到导电元件121′的方式类似的方式来把导电元件121′连接到另外的导电元件(未示出),如以下所讨论。
现在参照图4至6,针对导电元件121和导电元件121′显示穿导件210。如图5和6中所示,穿导件210包括:多个导电针220,具有绝缘部分224(诸如,包括玻璃、陶瓷、塑料或橡胶的外表面的部分);和头部217。导电针220具有连接到导电元件121的第一端221和连接到导电元件121′的第二端222。以这种方式,例如但不限于,通过硬钎焊、软钎焊或其它接合方法来连接导电元件121、121′。如图5和6中所示,导电元件121、121′可以经由位于215、215′处的连接接合部而与导电针220相连接。
本领域普通技术人员将会理解,为了把导电针220连接到导电元件121、121′,导电元件121、121′和导电针220的至少一部分必须露出。如图4中所示,导电针220的第一端221和第二端222露出并由绝缘部分224间隔开。类似地,如图4和5中所示,导电元件121、121′具有露出的连接部分122、122′并且优选地具有绝缘部分123、123′。以这种方式,导电元件121、121′的露出的连接部分122、122′可连接到导电针220的第一端221和第二端222以提供一种允许所述一个或多个电子器件20向驱动器104发送驱动信号并从传感器/敏感元件105、105′接收传感信号的导电路径。
如图4至6中所示,导电针220的绝缘部分224延伸穿过穿导件210的头部217。在头部217是金属的实施例中,绝缘部分224上的湿气或某些其它物质能够在头部217与针220之间提供一种导电路径。这种路径能够使所述一个或多个电子器件20与驱动器104和传感器/敏感元件105、105′之间的信号接地。由于为了把导电针220连接到导电元件121、121′而必须露出导电针220和导电元件121、121′的至少一部分,所以在湿气冷凝在绝缘部分224上或者任何其它导电物质位于绝缘部分224上的情况下,可提供一种导电路径270以允许从导电针220的露出的第一端221或第二端221向头部217传输电流。本领域普通技术人员应该理解,低电阻路径(诸如,270)可产生短路。
因此,如图5中所示,使用陶瓷基涂层260对导电针220的露出端221、222和/或头部217的至少一部分进行涂覆。通过至少对导电针220的末端221、222的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆,可提供伸长的爬电路径271。如图5中所示,通过至少对头部217的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆可提供伸长的爬电路径271。如图5中所示,通过至少对导电针220的末端221、222的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆、并且至少对头部217的与绝缘部分224邻接的部分进行涂覆,可提供伸长的爬电路径271。另外,如图5中所示,若需要,提供伸长的路径271的操作可包括对绝缘部分224的外表面进行涂覆。
本领域普通技术人员将会理解,陶瓷基涂层260沿第一端221、第二端222和/或头部217延伸得离绝缘部分224越远,则伸长的爬电路径271将会越长。作为示例,如图6中所示,与图5描述的实施例中示出的情况相比,通过对头部217的较多部分(包括头部217的整体)进行涂覆,可提供甚至更长的伸长的爬电路径。作为另一示例,如图6中所示,通过下述操作可以提供甚至更长的伸长的爬电路径:对第一端221、第二端222的位于绝缘部分224与连接接合部215、215′之间的部分进行涂覆;对第一端221、第二端222的位于绝缘部分224与连接接合部215、215′之间的部分进行涂覆并且对连接接合部215、215′进行涂覆;对第一端221、第二端222的位于绝缘部分224与连接接合部215、215′之间的部分进行涂覆并且对连接接合部215、215′以及从连接接合部215、215′延伸的露出部分122、122′的至少一部分进行涂覆。作为另一示例,如图6中所示,通过对导电元件121、121′的露出连接部分122、122′的整体、连接接合部215、215′以及导电针220的第一端221、第二端222的位于连接接合部215、215′与绝缘部分224之间的部分进行涂覆,可以消除漏电击穿。
本领域普通技术人员将会理解,在本发明的范围内可以仅在针220的一侧221或222和/或头部217的一侧217a或217b上使用前述方法和等同的方法。在某些情况下,通过仅在针220的一侧221或222和/或头部217的一侧217a或217b上发生的漏电击穿可以产生短路。作为非限制性的示例,在壳体200包含没有湿气的真空环境的情况下,由于干燥的真空环境,导致在头部的第一侧217a和针220的第一侧221上不太可能出现短路。例如但不限于,在这种情况下,可以在头部217的第二侧217b和/或针222的第二侧222上使用前述方法。或者,在头部217的一侧217a、217b充分通风的情况下,可以在未充分通风的一侧217a、217b上使用前述方法或等同的方法。
另外,本领域普通技术人员将会理解,在另外的实施例中,头部217可以由相对于金属材料具有高电阻的材料(例如但不限于:塑料、橡胶或玻璃,诸如玻璃纤维)制成。在这种实施例中,头部217可用作绝缘体。本领域普通技术人员将会理解,在这种实施例中,与绝缘部分224作为导电针224的包括玻璃、陶瓷或橡胶的外表面的一部分的情况相比更好的是,导电针220的穿过头部217的部分可以是绝缘部分224。然而,由于在这种实施例中在各个针220之间可发生漏电击穿,所以前述方法和等同的方法可用于增大任何露出的导电表面(即,第一侧221和第二侧222、连接接合部215、215′和/或连接部分122、122′)之间的爬电距离。
另外,在本发明的范围内,若需要,可结合连接接合部215、215′的高温银焊以及结合清洁操作来使用前述方法和等同的方法以便从任何绝缘材料、导电针220、连接接合部215、215′和导电元件121、121′去除污染物(诸如,焊剂(flux))。
本说明书描述了特定例子以教导本领域技术人员如何实现和使用本发明的最佳实施方式。为了教导本发明的发明原理,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员将会根据属于本发明范围内的例子来理解各种变型。
以上实施例的详细描述不是对本发明的发明者设想的在本发明范围内的所有实施例的全部描述。事实上,本领域技术人员会意识到,可以按不同的方式组合或去除上述实施例的某些元件以创建另外的实施例,并且这种另外的实施例属于本发明的范围和教导内。此外,对于本领域技术人员而言清楚的是,上述实施例可以整体或部分地组合以创建在本发明的范围和教导内的另外的实施例。
因此,虽然为了说明的目的在这里描述了本发明的特定实施例和例子,但本领域技术人员应该意识到,在本发明的范围内可以进行各种等同修改。这里提供的教导可用于与以上在图中描述和显示的实施例不同的其它实施例。因此,本发明范围由下面的权利要求书所确定。
Claims (22)
1.至少一个穿导件(210,210′),包括:
延伸穿过头部(217)的至少一个导电针(220),其中
所述至少一个导电针(220)包括由绝缘部分(224)所间隔开的露出的第一端(221)和露出的第二端(222),
所述至少一个导电针(220)连接着与第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)相连接的第一导电元件(121)和与另一电气装置(20,301)相连接的第二导电元件(121′),由此,露出的第一端(221)连接到第一导电元件(121)并且露出的第二端(221)连接到第二导电元件(121′);
陶瓷基涂层(260),位于下述部分中的至少一处上:
至少所述至少一个导电针(220)的第一端(221)的与所述至少一个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少所述至少一个导电针(220)的第二端(222)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第一侧(217a)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第二侧(217b)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分。
2.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中陶瓷基涂层(260)位于至少所述至少一个导电针(220)的第二端(222)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上、以及位于至少头部(217)的第二侧(217b)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上,其中所述至少一个导电针(220)的第二端(222)从头部(217)的第二侧(217b)延伸。
3.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中陶瓷基涂层(260)位于至少所述至少一个导电针(220)的第一端(221)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上、以及位于至少头部(217)的第一侧(217a)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上,其中所述至少一个导电针(220)的第一端(221)从头部(217)的第一侧(217a)延伸。
4.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中陶瓷基涂层(260)位于至少所述至少一个导电针(220)的第一端(221)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上、至少头部(217)的第一侧(217a)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上、至少所述至少一个导电针(220)的第二端(222)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上、以及至少头部(217)的第二侧(217b)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上,其中所述至少一个导电针(220)的第一端(221)从头部(217)的第一侧(217a)延伸、并且所述至少一个导电针(220)的第二端(222)从头部(217)的第二侧(217b)延伸。
5.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中所述至少一个导电针(220)的露出的第一端(221)经由第一连接接合部(215)与第一导电元件(121)相连接,所述至少一个导电针(220)的露出的第二端(222)经由第二连接接合部(215)与第二导电元件(121′)相连接,陶瓷基涂层(260)位于第一连接接合部和第二连接接合部(215,215′)中的至少一个上。
6.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中第一导电元件(121)包括第一露出部分(122)和第一绝缘部分(123),第二导电元件(121′)包括第二露出部分(121′)和第二绝缘部分(123′),陶瓷基涂层(260)位于第一露出部分和第二露出部分(122,122′)中的至少一个上。
7.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中:
第一导电元件(121)包括第一露出部分(122)和第一绝缘部分(123);
第二导电元件(121′)包括第二露出部分(121′)和第二绝缘部分(123′);
所述至少一个导电针(220)的露出的第一端(221)经由第一连接接合部(215)与第一导电元件(121)的第一露出部分(122)相连接;
所述至少一个导电针(220)的露出的第二端(222)经由第二连接接合部(215)与第二导电元件(121′)的第二露出部分(122′)相连接;
存在下述两种情况中的至少一种情况或两种情况都存在:
陶瓷基涂层(260)从与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的所述至少一个导电针(220)的第一端(221)延伸到第一导电元件(121)的第一绝缘部分(123);
陶瓷基涂层(260)从与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的所述至少一个导电针(220)的第二端(222)延伸到第二导电元件(121′)的第二绝缘部分(123)。
8.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中所述穿导件(210,210′)包括延伸穿过头部(217)并且连接着第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)与另一电气装置(20,301)的多个针(220),且陶瓷基涂层(260)位于下述部分中的至少一处上:
至少每个导电针(220)的第一端(221)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少每个导电针(220)的第二端(222)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第一侧(217a)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第二侧(217b)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分。
9.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中所述穿导件(210,210′)包括延伸穿过头部(217)并且连接着第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)和第二电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)与所述另一电气装置(20,301)的多个针(220),陶瓷基涂层(260)位于下述部分中的至少一处上:
至少每个导电针(220)的第一端(221)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少每个导电针(220)的第二端(222)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第一侧(217a)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第二侧(217b)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分。
10.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中第一电气装置包括振动流量装置(5)的驱动器(104),所述另一电气装置包括振动流量装置(5)的一个或多个电子器件(20)。
11.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中第一电气装置包括振动流量装置(5)的传感器/敏感元件(105,105′),所述另一电气装置包括振动流量装置(5)的一个或多个电子器件(20)。
12.一种用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,包括下述步骤:
提供穿导件(210,210′),穿导件(210,210′)包括延伸穿过头部(217)的至少一个导电针(220),其中所述至少一个导电针(220)包括由绝缘部分(224)间隔开的露出的第一端(221)和露出的第二端(222);
把露出的第一端(221)连接到与第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)相连接的第一导电元件(212);
把露出的第二端(222)连接到与所述另一电气装置(20,301)相连接的第二导电元件(212′);
涂敷陶瓷基涂层(260)从而使得它位于下述部分中的至少一处上:
至少所述至少一个导电针(220)的第一端(221)的与所述至少一个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少所述至少一个导电针(220)的第二端(222)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第一侧(217a)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第二侧(217b)的与所述导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分。
13.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,其中陶瓷基涂层(260)被涂敷于至少所述至少一个导电针(220)的第二端(222)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上以及涂敷于至少头部(217)的第二侧(217b)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上,其中所述至少一个导电针(220)的第二端(222)从头部(217)的第二侧(217b)延伸。
14.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,其中陶瓷基涂层被涂敷于至少所述至少一个导电针(220)的第一端(221)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上以及涂敷于至少头部(217)的第一侧(217a)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上,其中所述至少一个导电针(220)的第一端(221)从头部(217)的第一侧(217a)延伸。
15.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,其中陶瓷基涂层(260)被涂敷于至少所述至少一个导电针(220)的第一端(221)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上、至少头部(217)的第一侧(217a)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分上、至少所述至少一个导电针(220)的第二端(222)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分以及至少头部(217)的第二侧(217b)的与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分,其中所述至少一个导电针(220)的第一端(221)从头部(217)的第一侧(217a)延伸并且所述至少一个导电针(220)的第二端(222)从头部(217)的第二侧(217b)延伸。
16.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,还包括下述步骤:
把露出的第一端(221)软钎焊或硬钎焊到第一导电元件(121)以提供第一连接接合部(215);
把露出的第二端(222)软钎焊或硬钎焊到第二导电元件(121′)以提供第二连接接合部(215′);
把陶瓷基涂层(260)涂敷于第一连接接合部和第二连接接合部(215,215′)中的至少一个。
17.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,其中第一导电元件(121)包括第一露出部分(122)和第一绝缘部分(123),且第二导电元件(121′)包括第二露出部分(121′)和第二绝缘部分(123′),并且所述方法还包括下述步骤:把陶瓷基涂层(260)涂敷到第一露出部分和第二露出部分(122,122′)中的至少一个上。
18.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,其中:
第一导电元件(121)包括第一露出部分(122)和第一绝缘部分(123);
第二导电元件(121′)包括第二露出部分(121′)和第二绝缘部分(123′);
所述至少一个导电针(220)的露出的第一端(221)经由第一连接接合部(215)与第一导电元件(121)的第一露出部分(122)相连接;
所述至少一个导电针(220)的露出的第二端(222)经由第二连接接合部(215)与第二导电元件(121′)的第二露出部分(122′)相连接;
所述方法还包括涂敷陶瓷基涂层(260)的步骤,存在下述两种情况中的至少一种情况或两种情况都存在:
陶瓷基涂层(260)从与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的所述至少一个导电针(220)的第一端(221)延伸到第一导电元件(121)的第一绝缘部分(123);
陶瓷基涂层(260)从与所述针(220)的绝缘部分(224)邻接的所述至少一个导电针(220)的第二端(222)延伸到第二导电元件(121′)的第二绝缘部分(123)。
19.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,其中所述穿导件(210,210′)包括延伸穿过头部(217)并连接着第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)与另一电气装置(20,301)的多个针(220),所述方法还包括涂敷陶瓷基涂层(260)从而使得陶瓷基涂层(260)位于下述部分中的至少一处上:
至少每个导电针(220)的第一端(221)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少每个导电针(220)的第二端(222)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第一侧(217a)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第二侧(217b)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分。
20.根据权利要求12所述的用于将第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)连接到另一电气装置(20,301)的方法,其中所述穿导件(210,210′)包括延伸穿过头部(217)并连接着第一电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)和第二电气装置(300,300a,300b,104,105,105′)与所述另一电气装置(20,301)的多个针(220),所述方法还包括涂敷陶瓷基涂层(260)从而使得陶瓷基涂层(260)位于下述部分中的至少一处:
至少每个导电针(220)的第一端(221)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少每个导电针(220)的第二端(222)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第一侧(217a)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分;
至少头部(217)的第二侧(217b)的与每个导电针(220)的绝缘部分(224)邻接的部分。
21.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中第一电气装置包括振动流量装置(5)的驱动器(104),且所述另一电气装置包括振动流量装置(5)的一个或多个电子器件(20)。
22.根据权利要求1所述的至少一个穿导件(210,210′),其中第一电气装置包括振动流量装置(5)的传感器(105,105′),且所述另一电气装置包括振动流量装置(5)的一个或多个电子器件(20)。
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