CN102680033A - 电磁流量计传感器的电极构件的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁流量计传感器的电极构件的制作方法，包括：提供陶瓷测量管，陶瓷测量管具有一对对向配置的电极插孔，电极插孔为外凸于陶瓷测量管呈凸台状；在电极插孔内至少置入导电性玻璃粉末以及电极压帽；将装配有导电性玻璃粉末和电极压帽的陶瓷测量管放在加热炉中进行加热，加热至导电性玻璃粉末的软化温度甚至以上，软化导电性玻璃粉末；将陶瓷测量管自加热炉中取出并压焊，将导电性玻璃粉末、电极压帽和电极插孔焊接在一起，制成电极构件。相较于现有技术，可以将电极构件与陶瓷测量管烧结为一体化，使得电极构件与陶瓷测量管之间紧密结合，避免陶瓷测量管内的流体沿着电极构件和陶瓷测量管之间的细小缝隙渗漏，克服电极渗漏的问题。

Description

电磁流量计传感器的电极构件的制作方法

技术领域

本发明涉及电磁流量计，特别地，涉及一种能避免电极渗漏的电磁流量计传感器的电极构件的制作方法。

背景技术

电磁流量计，是利用电磁感应现象将在陶瓷测量管内流动的具有导电性的被测流体的流量转换为电信号进行测量的装置。

图1显示了现有技术中的一种电磁流量计的结构。如图1所示，所述电磁流量计包括：流动有被测流体的陶瓷测量管11，和与被测流体相接触且对向配置在陶瓷测量管11上的电极12a、12b，向被测流体施加磁场的励磁线圈13，向励磁线圈13供给励磁电流、使其产生磁场的电源单元14。另外，所述电磁流量计还包括：与电极12a、12b连接用于检测电极12a、12b之间的感应电动势的信号转换单元15，从由信号转换单元15检测出的电极间电动势计算出被测流体的流量的流量输出单元16。

应用所述电磁流量计，当流体在陶瓷测量管11中穿过由励磁线圈13产生的磁场流动时，根据法拉第定律，就会在电极12a、12b上产生感应电动势，流体的平均流速与电极处感应出的电压之间具有线性关系，这一关系可以用下述公式表示：E＝K*B*D*V，其中E为所产生的感应电压，K为比例常数，B为磁场强度，D为导管直径，而V为传导型流体的平均流速。这样，利用信号转换单元15和流量输出单元16，即可测得与所述感应电动势对应的流体的流速，进而获得流体的流量。

陶瓷管电磁流量计传感器有很多优点，但电极密封是一个很大难题。图2为图1中沿着与励磁线圈13产生的磁场相垂直的平面用以显示电极布置的剖示图。如图2，陶瓷测量管11设有电极插孔110，所述电极插孔110为圆柱形或圆锥形，其厚度大致与陶瓷测量管11的壁厚相当，电极(在这里仅标示出电极12a)内嵌于陶瓷测量管11的电极插孔110中。然而，图2所示中的电极，只有少数厂家具备特殊的烧结技术，在高温高压环境下制作出电极以确保电极不渗漏，实现难度极大。而采用O型圈等机械装配密封，由于陶瓷材料表面一定厚度会变潮，使用时间一长，绝缘性就会下降，影响测量精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能避免电极渗漏的陶瓷管电磁流量计传感器的电极构件的制作方法，以解决现有技术中陶瓷管电磁流量计传感器的电极结构在长期工作中出现电极变潮甚至渗漏的问题。

本发明提供一种电磁流量计传感器的电极构件的制作方法，包括：提供陶瓷测量管，所述陶瓷测量管具有一对对向配置的电极插孔，所述电极插孔为外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状；在所述电极插孔内至少置入导电性玻璃粉末以及抵压于所述导电性玻璃粉末的电极压帽；将装配有导电性玻璃粉末和电极压帽的所述陶瓷测量管放在加热炉中进行加热，并加热至所述导电性玻璃粉末的软化温度甚至以上，使得所述导电性玻璃粉末软化；将所述陶瓷测量管自所述加热炉中取出并压焊，将所述导电性玻璃粉末、所述电极压帽和所述陶瓷测量管的所述电极插孔焊接在一起，制成电极构件。

可选地，所述电极插孔为内缩外扩的沉孔结构，包括指向所述陶瓷测量管的内壁面、供所述电极插头填塞的第一插孔区段以及与所述第一插孔区段相连、指向所述陶瓷测量管的外壁面、供所述电极压帽填塞的第二插孔区段，所述第二插孔区段的孔径要大于所述第一插孔区段的孔径。

可选地，所述电极构件还包括电极插头；在加热前，预先将所述电极插头、所述导电性玻璃粉末和所述电极压帽依序至于所述电极插孔内，使得所述电极插头位于所述电极插孔的第一插孔区段内、所述电极压帽位于所述电极插孔的第二插孔区段内、所述导电性玻璃粉末位于所述电极插头和所述电极压帽之间。

可选地，在两个所述电极插孔内制作电极构件是分成两步制作工艺来完成的，其中，在第一个电极插孔内制作第一个电极构件的第一步制作工艺中采用第一类导电性玻璃粉末，在第二个电极插孔内制作第二个电极构件的第二步制作工艺中采用第二类导电性玻璃粉末，所述第一类导电性玻璃粉末的软化温度要高于所述第二类导电性玻璃粉末的软化温度。

可选地，所述第一类导电性玻璃粉末的软化温度为1100℃至1200℃，所述第二类导电性玻璃粉末的软化温度为800℃至900℃；在所述分两步制作工艺制作电极构件中，其中，制作第一个电极构件的第一步制作工艺中的加热温度为1100℃至1200℃，制作第二个电极构件的第二步制作工艺中的加热温度为800℃至900℃。

可选地，所述陶瓷测量管还包括扣合在所述电极插孔开口端上、实现将所述电极压帽向所述陶瓷测量管内壁面压紧的单向限位的限位结构；利用所述限位结构，在两个所述电极插孔内分别依序置入电极插头、导电性玻璃粉末和电极压帽后，扣合于所述电极插孔，从而同时加热，同时压焊，两个电极一次制作完成。

可选地，所述限位结构包括位于所述电极插孔外壁面的限位部以及扣合在所述电极插孔端头上、具有与所述限位部配合的卡位部的压盖。

可选地，所述限位部为限位凸块。

可选地，所述限位结构包括位于所述电极插孔内壁面的限位部以及与所述限位部配合的电极压帽。

可选地，所述限位部为限位凸块。

可选地，所述电极压帽还包括：设于所述电极压帽的外壁面、与所述限位凸块对应的滑槽；设于所述电极压帽的外壁面、以所述电极压帽的转轴为中心的环形卡槽；以及在所述环形卡槽上具有一定旋转坡度的卡位部。

可选地，所述导电性玻璃粉末的软化温度为800℃至1200℃，在加热炉中进行加热的加热温度为800℃至1200℃。

可选地，所述陶瓷测量管还包括：位于两个所述电极插孔之间的陶瓷支柱，所述陶瓷支柱的相对两端具有与所述电极插孔的底端相通的一对填充孔，所述填充孔的底端要内凸于所述陶瓷测量管的内壁面；在完成加热和压焊之后，还包括：去除掉部分的所述陶瓷支柱，直至使得所述陶瓷支柱的填充孔内的导电性玻璃粉末与所述陶瓷测量管的内壁面齐平。

可选地，所述一对填充孔为盲孔结构或相通连成一体结构。

可选地，所述去除掉部分的所述陶瓷支柱包括：完成压焊后，将所述陶瓷支柱打碎至其残留部分微凸于所述陶瓷测量管的内壁面；将所述陶瓷支柱的凸出部分处打磨至光滑直至与所述陶瓷测量管的内壁面齐平。

可选地，所述陶瓷测量管还包括扣合在所述电极插孔开口端上、实现将所述电极压帽向所述陶瓷测量管内壁面压紧的单向限位的限位结构；利用所述限位结构，在两个所述电极插孔内分别依序置入电极插头、导电性玻璃粉末和电极压帽后，扣合于所述电极插孔，从而同时加热，同时压焊，两个电极一次制作完成。

可选地，所述限位结构包括位于所述电极插孔外壁面的限位部以及与所述限位部配合、扣合在所述电极插孔端头上的压盖。

可选地，所述限位部为限位凸块。

可选地，所述限位结构包括位于所述电极插孔内壁面的限位部以及与所述限位部配合的电极压帽。

可选地，所述限位部为限位凸块。

可选地，所述电极压帽还包括：设于所述电极压帽的外壁面、与所述限位凸块对应的滑槽；设于所述电极压帽的外壁面、以所述电极压帽的转轴为中心的环形卡槽；以及在所述环形卡槽上具有一定旋转坡度的卡位部。

可选地，所述导电性玻璃粉末的软化温度为800℃至1200℃，在加热炉中进行加热的加热温度为800℃至1200℃。

综上所述，本发明电磁流量计传感器的电极构件的制作方法，可以将电极构件与陶瓷测量管烧结为一体化，使得电极与陶瓷测量管之间紧密结合，避免陶瓷测量管内的流体沿着电极和陶瓷测量管之间的细小缝隙渗漏，防止电极出现渗漏问题。

附图说明

图1为现有技术中的一种电磁流量计的结构示意图；

图2为图1中显示电极布置的剖示图；

图3为本发明的电磁流量计传感器在第一实施例中沿着径向的截剖图；

图4为图3沿着A-A所作的截剖图；

图5显示了电磁流量计的电极构件的制作方法在第一实施例中的流程示意图；

图6为本发明的电磁流量计传感器在第二实施例中沿着径向的截剖图；

图7为图6沿着B-B所作的截剖图；

图8a和图8b分别为图6和图7中具有限位部的电极插孔和与之配合的压盖的结构示意图；

图9显示了电磁流量计的电极构件的制作方法在第二实施例中的流程示意图；

图10为本发明的电磁流量计传感器在第三实施例中沿着径向的截剖图；

图11为图10沿着C-C所作的截剖图；

图12a和图12b分别为图10和图11中具有限位部的电极插孔和与之配合的电极压帽的结构示意图；

图13显示了电磁流量计的电极构件的制作方法在第三实施例中的流程示意图；

图14为本发明的电磁流量计传感器在第四实施例中沿着径向的截剖图；

图15为图14沿着D-D所作的截剖图；

图16显示了电磁流量计的电极构件的制作方法在第四实施例中的流程示意图；

图17和图18为用于制作图14第四实施例中的电磁流量计传感器而提供的陶瓷测量管结构在一个实施例中的结构示意图；

图19和图20为用于制作图14第四实施例中的电磁流量计传感器而提供的一个陶瓷测量管结构在另一个变化例中的结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有的陶瓷测量管电磁流量计提供的是厚度与陶瓷测量管壁厚相当的圆柱形或圆锥形的电极插孔，致使电极结构存在制作工艺难度高、易出现电极渗漏等诸多问题。因此，本发明的发明人创造性地对现有陶瓷测量管电磁流量计作了改进，主要是在陶瓷测量管的相对两端对向配置了呈凸台状的一对电极插孔(所述电极插孔的深度要大于所述陶瓷测量管的管壁厚度)，在所述电极插孔内填入导电性玻璃粉末和电极插头，加热并压焊，制作成电极构件，如此，可以使得电极构件与陶瓷测量管之间紧密结合，避免陶瓷测量管的流体沿着电极和测量管之间的细小缝隙渗漏，克服电极渗漏的问题。

以下将通过具体实施例来对本发明的电磁流量计传感器的电极构件的制作方法进行详细说明。

第一实施例：

请参阅图3和图4，其中，图3显示了本发明的电磁流量计传感器在第一实施例中沿着径向的截剖图；图4为图3沿着A-A所作的截剖图。

结合图3和图4，所述电磁流量计传感器包括：流动有被测流体的陶瓷测量管20，位于陶瓷测量管20的两个端面处、作为密封用的法兰，对向配置在陶瓷测量管20沿着管径的相对两端、外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状的一对电极插孔22；与电极插孔22配合装配至陶瓷测量管20上的电极构件24。

陶瓷测量管20具有密封端面结构，所述密封面可以根据工况而制成夹持式、法兰式等连接形式及密封面形式，在实际应用中，陶瓷测量管20与所述密封端面是由陶瓷一体化烧结而成的。具体地，陶瓷测量管20可以是由含量为95％至99％的高纯度氧化铝(即三氧化二铝，Al₂O₃)陶瓷颗粒在高压高温下经一次烧结成毛坯，由于这时硬度还不是很高，便于精加工成所述形状，再经过高压高温二次烧结而制作出具有高致密度高强度的陶瓷测量管结构件，当然，在其他情况下，陶瓷测量管20也可以由其他陶瓷类材质如氧化锆、碳化硅等烧结而成。

特别地，在本发明的电磁流量计传感器中，对向配置在陶瓷测量管20相对两端的一对电极插孔22外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状。相对于电极插孔的深度与陶瓷测量管的管壁厚度相当(相近或相等)的现有技术，本实施例中的电极插孔22的深度要远大于(2倍以上)陶瓷测量管20的管壁厚度。具体地，电极插孔22为内缩外扩的沉孔结构，包括指向陶瓷测量管20内壁面的第一插孔区段220以及与第一插孔区段220相连、指向陶瓷测量管20外壁面的第二插孔区段222。其中，第一插孔区段220中远离第二插孔区段222的那一个端面是与陶瓷测量管20内壁面相齐平。第一插孔区段220呈圆柱状或圆锥状(呈下窄上宽)，第二插孔区段222呈圆柱形或圆锥形(呈下窄上宽)，第二插孔区段222和第一插孔区段220的连接面呈圆锥面。

电极构件24包括位于电极插孔22的第一插孔区段220内的电极插头240、位于电极插孔22的第二插孔区段222内的电极压帽244、以及位于电极插头240和电极压帽244之间的导电性玻璃粉末242。

在第一实施例中，在电极插孔22内制作电极构件24的过程分为两步走，第一步，在其中一个电极插孔22内完成第一个电极构件24的制作：第二步，在另一个电极插孔22内完成第二个电极构件24的制作。

下面即对图3和图4中的电磁流量计传感器的电极构件的制作方法进行描述。

如图5所示，所述电极构件的制作方法包括：

步骤S10，提供陶瓷测量管，所述陶瓷测量管具有一对对向配置的电极插孔，所述电极插孔为外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状，包括指向所述陶瓷测量管的内壁面第一插孔区段以及与所述第一插孔区段相连、指向所述陶瓷测量管的外壁面的第二插孔区段；

步骤S12，先在第一个电极插孔内制作第一电极构件，包括：

步骤S121，调整陶瓷测量管的位置，使得第一电极插孔以第一插孔区段在下而第二插孔区段在上的方式竖直放置；

步骤S122，在第一电极插孔内依序置入第一电极插头、第一类导电性玻璃粉末和第一电极压帽；

步骤S123，将陶瓷测量管放在加热炉中进行加热，加热至第一电极插孔内的第一类导电性玻璃粉末的软化温度甚至以上，使得第一类导电性玻璃粉末软化；

步骤S124，将陶瓷测量管自加热炉中取出并压焊，从而将第一电极插头、第一类导电性玻璃粉末、第一电极压帽和陶瓷测量管的第一电极插孔焊接在一起，制成第一电极构件；

步骤S14，在第二个电极插孔内制作第二电极构件，包括：

步骤S141，调整陶瓷测量管的位置，使得第二电极插孔以第一插孔区段在下而第二插孔区段在上的方式竖直放置；

步骤S142，在第二电极插孔内依序置入第二电极插头、第二类导电性玻璃粉末和第二电极压帽；

步骤S143，将陶瓷测量管放在加热炉中进行加热，加热至第二电极插孔内的第二类导电性玻璃粉末的软化温度甚至以上，使得第二类导电性玻璃粉末软化；

步骤S144，将陶瓷测量管自加热炉中取出并压焊，从而将第二电极插头、第二类导电性玻璃粉末、第二电极压帽和陶瓷测量管的第二电极插孔焊接在一起，制成第二电极构件。

结合图3、图4和图5，以下将通过具体实施例来对发明的电磁流量计传感器的电极构件的制作方法进行详细说明。

首先，执行步骤S10，提供陶瓷测量管20。

陶瓷测量管20具有密封端面结构，所述密封面可以根据工况而制成夹持式、法兰式等连接形式及密封面形式，在实际应用中，陶瓷测量管20与所述密封端面是由陶瓷一体化烧结而成的。具体地，陶瓷测量管20可以是由含量为95％至99％的高纯度氧化铝(即三氧化二铝，Al₂O₃)陶瓷颗粒在高压高温下经一次烧结成毛坯，由于这时硬度还不是很高，便于精加工成所述形状，再经过高压高温二次烧结而制作出具有高致密度高强度的陶瓷测量管结构件，当然，在其他情况下，陶瓷测量管20也可以由其他陶瓷类材质如氧化锆、碳化硅等烧结而成。

特别地，在本发明的电磁流量计传感器中，对向配置在陶瓷测量管20相对两端的一对电极插孔22外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状，内缩外扩的沉孔结构，包括指向陶瓷测量管20内壁面的第一插孔区段220以及与第一插孔区段220相连、指向陶瓷测量管20外壁面的第二插孔区段222。(有关的电极插孔22的具体结构描述可详见前述的说明，在此不再赘述)

步骤S12，先在第一个电极插孔22内制作第一电极构件24，包括：

步骤S121，调整陶瓷测量管20的位置，使得第一电极插孔22以第一插孔区段220在下而第二插孔区段222在上的方式竖直放置。在本实施例中，为确保电极构件(例如电极插头、导电性玻璃粉末和电极压帽)的制作质量，需要各个部件紧密结合，所以采取竖直放置，可以避免置入的各个部件出现不能紧密结合、松动、倾倒等问题。

步骤S122，在第一电极插孔22内依序置入第一电极插头240、第一类导电性玻璃粉末242和第一电极压帽244。在步骤S122中，具体包括：将第一电极插头240置入第一电极插孔22；在第一电极插头240的后端填充第一类导电性玻璃粉末242；在第一电极插孔22的后端压入与第一类导电性玻璃粉末242抵压的第一电极压帽244。

将第一电极插头240置入第一电极插孔22。

在本实施例中，第一电极插头240是根据第一电极插孔22的结构特点而预先加工的。第一电极插头240包括电极插塞部和与所述电极插塞部连接的电极帽顶部。所述电极插塞部的结构是与第一插孔区段220对应，呈圆锥形。所述电极帽顶部与所述电极插塞部连接，在一个实施例中，所述电极帽顶部是由所述电极插塞部的尾端向外扩张并延伸后一体成型的。所述电极插塞部与所述电极帽顶部的连接部分与第一电极插孔22的第一插孔区段220和第二插孔区段203的连接面相对应，优选地，呈圆锥面。所述电极帽顶部的尾端具有凸缘，所述凸缘具有由凹槽和凸台构成的起伏表面。当将第一电极插头240装配至陶瓷测量管20的第一电极插孔22时，第一电极插头240与第一电极插孔22保持紧密接触。具体地，所述电极插塞部是位于第一电极插孔22的第一插孔区段220中，其中第一电极插头240的前端面是与陶瓷测量管20的内壁面齐平，而所述电极帽顶部则位于第一电极插孔22的部分第二插孔区段203中，所述电极帽顶部可以起到限位作用，防止在第一电极插头240由上竖直置入第一电极插孔22后自然掉落。通过步骤S122，可以将第一电极插头240装配至陶瓷测量管20的第一电极插孔22中，由于第一电极插孔22设计为内缩外扩的沉孔结构，第一电极插头240包括呈圆锥形的电极插塞部和由电极插塞部外扩张并延伸成型的电极帽顶部，因此，可以尽可能地避免陶瓷测量管20内的流体沿着第一电极插头240和第一电极插孔22的间隙渗漏出来。另外，在第一电极插头240置入陶瓷测量管21的第一电极插孔22中时，第一电极插头240的前端面是与陶瓷测量管20的内壁面相齐平(既不凸出也不凹陷)，如此在使用过程中，可避免陶瓷测量管21内的流体对第一电极插头240的冲刷和磨损，不仅可以延长第一电极插头240的使用寿命，也可以避免电磁流量计传感器在工作时产生额外的噪音。

第一电极插头240的制作材料可以有多种选择，在某些情况下，所述制作材料可以是金属，例如为不锈钢316L或贵金属合金，优选地，为铂铱合金。可以利用钎焊等焊接工艺将所述金属制电极与陶瓷测量管20连接为一体。

在第一电极插头240的后端填充第一类导电性玻璃粉末242。在本实施例中，还可以利用外部压顶端子压实第一类导电性玻璃粉末242进行预压缩处理。

在第一电极插孔22的后端压入与第一类导电性玻璃粉末242抵压的第一电极压帽244。

在本实施例中，电极压帽244包括压顶部和与所述压顶部连接的盖顶部，所述压顶部的孔径与第二插孔区段222的孔径相匹配，所述盖顶部的孔径要大于第二插孔区段222的孔径，当将第一电极压帽244装配至电极插孔22时，所述压顶部是位于第二插孔区段222中并抵压于第一类导电性玻璃粉末242，而所述盖顶部则位于第一插孔区段220的第二插孔区段222的外端。为实现对其中的第一类导电性玻璃粉末242更紧密地抵压作用，更佳地，电极压帽244的所述压顶部抵压的那一端还带有螺纹或棱角。在本实施例中，电极压帽244的制作材料可以是金属(例如为不锈钢或贵金属合金)。

步骤S123，将上述装配有第一电极插头240、第一类导电性玻璃粉末242和第一电极压帽244的陶瓷测量管20放在加热炉中进行加热，加热至第一类导电性玻璃粉末的软化温度甚至以上，使得第一类导电性玻璃粉末242软化，处于熔融状态。

步骤S124，将陶瓷测量管20自加热炉中取出并压焊，，所述压焊包括：在电极压帽244上施加大的压力，使得电极压帽244进一步地压入电极插孔22中，导电性玻璃粉末242经受压夯实并流动填充于电极压帽244与电极插孔22之间的间隙以及电极插头240与电极插孔22之间的间隙；利用压焊，从而将第一电极插头240、第一类导电性玻璃粉末242、第一电极压帽244和陶瓷测量管20的第一电极插孔22焊接在一起，制成第一电极构件24。

步骤S14，制作完第一个电极构件24后，再在第二个电极插孔22内制作第二电极构件24，包括：

步骤S141，调整陶瓷测量管20的位置，使得第二电极插孔22以第一插孔区段220在下而第二插孔区段222在上的方式竖直放置。

步骤S142，在第二电极插孔22内依序置入第二电极插头240、第二类导电性玻璃粉末242和第二电极压帽244。

在步骤S142中，具体包括：将第二电极插头240置入第二电极插孔22；在第二电极插头240的后端填充第二类导电性玻璃粉末242，其中，还可以利用外部压顶端子压实第二类导电性玻璃粉末242进行预压缩处理；在第二电极插孔22的后端压入与第二类导电性玻璃粉末242抵压的第二电极压帽244。

步骤S143，将陶瓷测量管20放在加热炉中进行加热，加热至第二电极插孔22内的第二类导电性玻璃粉末242的软化温度甚至以上，使得第二类导电性玻璃粉末242软化，处于熔融状态。

步骤S144，将陶瓷测量管20自加热炉中取出并压焊(如同上述，在电极压帽244上施加大的压力，使得电极压帽244进一步地压入电极插孔22中，导电性玻璃粉末242经受压夯实并流动填充于电极压帽244与电极插孔22之间的间隙以及电极插头240与电极插孔22之间的间隙)，从而在高压状况下将第二电极插头240、第二类导电性玻璃粉末242、第二电极压帽244和陶瓷测量管20的第二电极插孔22焊接在一起，制成第二电极构件24。

需特别说明是，在第一实施例中，由于两个电极构件24是分批次先后依序制作完成的，因此，可以采用具有不同软化温度的两种导电性玻璃粉末，从而使得在两次加热中加热的温度条件不相同。一般而言，制作第一个电极构件24时的第一类导电性玻璃粉末的软化温度要相对比制作第二个电极构件24时的第二类导电性玻璃粉末的软化温度来得高一些。例如：第一类导电性玻璃粉末的软化温度为1100℃至1200℃，因此，在制作第一个电极构件24时的加热温度为1100℃至1200℃；而第二类导电性玻璃粉末的软化温度为800℃至900℃，因此制作第二个电极构件24的加热温度为800℃至900℃。上述仅为示例性说明，并不以此为限，在实际应用中，仍可作其他的变更。

通过上述两步骤(步骤S12和步骤S14)的电极构件制作工艺，即可制作完成电磁流量计传感器的两个电极构件24，使得两个电极构件24与陶瓷测量管20烧结为一体，可以有效解决电极渗漏的问题，提高所述电磁流量计传感器检测的可靠性。

第二实施例：

请参阅图6和图7，其中，图6显示了本发明的电磁流量计传感器在第二实施例中沿着径向的截剖图；图7为图6沿着B-B所作的截剖图。

结合图6和图7，所述电磁流量计传感器包括：流动有被测流体的陶瓷测量管30，位于陶瓷测量管30的两个端面处、作为密封用的法兰，对向配置在陶瓷测量管30沿着管径的相对两端、外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状的一对电极插孔32；与电极插孔32配合装配至陶瓷测量管30上的电极构件34。电极插孔32包括指向陶瓷测量管30内壁面的第一插孔区段320以及与第一插孔区段320相连、指向陶瓷测量管30外壁面的第二插孔区段322，电极构件34包括位于电极插孔32的第一插孔区段320内的电极插头340、位于电极插孔32的第二插孔区段322内的电极压帽344、以及位于电极插头340和电极压帽344之间的导电性玻璃粉末342。

特别地，与第一实施例相比，在第二实施例中，电极构件34还包括位于电极插孔32的第二电极区段322开口处、用于避免电极压帽344脱离电极插孔32的限位结构。在第二实施例中，所述限位结构包括：位于电极插孔32外壁面的限位部37以及与限位部37配合、扣合在电极插孔32端头上的压盖36。例如，压盖36与电极插孔32构成卡扣配合(压盖36设置有内伸的卡位部，电极插孔32的外壁面设置有例如为带旋转坡度的限位凸块的限位部37)，当压盖36扣合在电极插孔32上后，压盖36的卡位部与电极插孔32的限位部37相配合，可以实现：在装配完成后，压盖36能对放置于电极插孔32内的电极压帽344进行限位，避免电极压帽344脱离电极插孔32。另外，优选地，在第二实施例中，所述限位结构可以实现单向限位的功能，允许将电极压帽344向陶瓷测量管30的内壁面压紧。具体地，当压盖36扣合在电极插孔32上后，压盖36还具有这样的特点：在不能脱离电极插孔32的情况下具有一定的位移空间。具体来讲，在向电极压帽344施加沿着陶瓷测量管30的径向向内的压力时可以沿着所述径向方向以一定的位移行程向内进行压缩；而在受到陶瓷测量管30内部压力促使电极压帽344沿着陶瓷测量管30的径向向外顶出时起到限位作用从而将电极压帽344限位于施加压力压入导电粉末的状态。

图8a和图8b分别显示了图6和图7中限位部37和与之配合的压盖36在一个实施例中的结构示意图。结合图8a和图8b，限位部37设于电极插孔32的外壁面上，具体地，限位部37为具有一定旋转坡度的并对称设置的两个限位凸块(在以下描述中，将限位凸块以37标示)，且两个所述限位凸块37之间留有缺口。与之对应地，压盖36为内部中空的盖体，在其中空内部设置有内伸、与电极插孔32外壁面上的限位凸块37对应的两个卡位部361。优选地，卡位部361也可以设计为具有一定的旋转坡度。在应用时，首先，压盖36的两个卡位部361对准两个限位凸块37之间的缺口后沿着陶瓷测量管30的径向向内按压；接着，按压一定的距离后，将压盖36沿着限位凸块37的旋转坡度进行旋转，利用压盖36的卡位部361和电极插孔32的限位凸块37的作用，从而使得压盖36与电极插孔32构成卡扣配合，实现对电极压帽344的限位。

下面对即对图6和图7中的电磁流量计传感器的电极构件的制作方法进行描述。

如图9所示，所述电极构件的制作方法包括：

步骤S20，提供陶瓷测量管30。

在本实施例中，陶瓷测量管30具有一对对向配置的电极插孔32以及扣合在电极插孔32开口端上的压盖36。电极插孔32为外凸于陶瓷测量管30呈凸台状，包括指向陶瓷测量管30的内壁面第一插孔区段320以及与第一插孔区段320相连、指向陶瓷测量管30的外壁面的第二插孔区段322。

步骤S21，在两个电极插孔32内分别依序填入电极插头340、导电性玻璃粉末342和电极压帽344。

步骤S22，将压盖36扣合在电极插孔32开口端上，避免电极压帽344、导电性玻璃粉末342和电极插头340脱离于电极插孔32。

实际上步骤S21和步骤S22仍可有其他的变化，例如，先在第一个电极插孔32内依序填入电极插头340、导电性玻璃粉末342和电极压帽344后将压盖36扣合上；然后再在第二个电极插孔32内依序填入电极插头340、导电性玻璃粉末342和电极压帽344后将压盖36扣合上。

步骤S23，将上述装配有电极插头340、导电性玻璃粉末342和电极压帽344的陶瓷测量管30放在加热炉中进行加热，加热至导电性玻璃粉末342的软化温度甚至以上，使得导电性玻璃粉末342软化，处于熔融状态。

在本实施例中，所述导电性玻璃粉末342的软化温度的范围为800℃至1200℃，因此，在加热炉中进行加热的加热温度为800℃至1200℃。由于压盖36的限位作用，在加热过程中始终将导电性玻璃粉末342压在电极插头340与电极压帽344之间的空间内。

步骤S24，将陶瓷测量管30自加热炉中取出并压焊，从而在高压状况下将电极插头340、导电性玻璃粉末342、电极压帽344和陶瓷测量管30的电极插孔32焊接在一起，制成电极构件34。所述压焊包括：在电极压帽344上施加大的压力，使得电极压帽344进一步地压入电极插孔32中，导电性玻璃粉末342经受压夯实并流动填充于电极压帽344与电极插孔32之间的间隙以及电极插头340与电极插孔32之间的间隙。

通过上述各步骤，即可制作完成电磁流量计传感器的两个电极构件34，使得两个电极构件34与陶瓷测量管30烧结为一体，可以有效解决电极渗漏的问题，提高所述电磁流量计传感器检测的可靠性。

相较于一次只能装配一个电极，再进行加热和压焊，使得两个电极构件24须分两步制作工艺的第一实施例，在第二实施例中，由于特别提供了具有限位作用的限位结构(在本实施例中，所述限位结构包括具有卡位部的压盖36和位于电极插孔32外壁面、例如为带旋转坡度的限位凸块的限位部37)，从而使得在两个电极插孔32内制作电极构件34可以同时进行。这样，只需一次装配两个电极，再同时加热，同时压焊即可完成电极构件34的制作，简化了生产工艺，缩短了生产周期。

第三实施例：

请参阅图10和图11，其中，图10显示了本发明的电磁流量计传感器在第三实施例中沿着径向的截剖图；图11为图10沿着C-C所作的截剖图。

结合图10和图11，所述电磁流量计传感器包括：流动有被测流体的陶瓷测量管40；位于陶瓷测量管40的两个端面处、作为密封用的法兰；对向配置在陶瓷测量管40沿着管径的相对两端、外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状的一对电极插孔42；与电极插孔42配合装配至陶瓷测量管40上的电极构件44。电极插孔42包括指向陶瓷测量管40内壁面的第一插孔区段420以及与第一插孔区段420相连、指向陶瓷测量管40外壁面的第二插孔区段422，电极构件44包括位于电极插孔42的第一插孔区段420内的电极插头440、位于电极插孔42的第二插孔区段422内的电极压帽444、以及位于电极插头440和电极压帽444之间的导电性玻璃粉末442。

特别地，与第一实施例相比，在第三实施例中，电极构件44还包括位于电极插孔42的第二电极区段422开口处、用于避免电极压帽444脱离电极插孔42的限位结构。与第二实施例相比，在第三实施例中，所述限位结构包括位于电极插孔42内壁面的限位部47，利用限位部47，可以对电极压帽444进行限位。

图12a和图12b分别显示了图10和图11中限位部47和与之配合的电极插孔42在一个实施例中的结构示意图。结合图12a和图12b，限位部47设于电极插孔42的内壁面上，具体地，限位部47为两个限位凸块(在以下描述中，将限位凸块以47标示)，优选地，所述两个限位凸块47具有一定旋转坡度并对称设置，且两个所述限位凸块47之间留有缺口。与之对应地，电极压帽444也作了一定的结构改进，具体为：在电极压帽444的外壁面开设有与限位凸块47对应的滑槽445，其中，滑槽445的宽度大于等于限位凸块47的宽度，滑槽445的深度大于等于限位凸块47的凸出高度；在电极压帽444的中段的外壁面上开设有以电极压帽444转轴为中心的环形卡槽447，其中，环形卡槽447的深度大于等于限位凸块47的的凸出高度；优选地，在环形卡槽447上开设有一定旋转坡度的两个卡位部449。

下面对即对图10和图11中的电磁流量计传感器的电极构件的制作方法进行描述。

如图13所示，所述电极构件的制作方法包括：

步骤S30，提供陶瓷测量管40。

在本实施例中，陶瓷测量管40具有一对对向配置的电极插孔42。电极插孔42为外凸于陶瓷测量管40呈凸台状，包括指向陶瓷测量管40的内壁面第一插孔区段420以及与第一插孔区段420相连、指向陶瓷测量管40的外壁面的第二插孔区段422。

步骤S31，在两个电极插孔42内分别依序填入电极插头440、导电性玻璃粉末442和电极压帽444。

特别地，在第三实施例中，提供了实现将电极压帽444向陶瓷测量管40内壁面压紧的单向限位的限位结构。所述限位结构包括位于电极插孔42内壁面的限位部47(具体为限位凸块)，利用限位部47，可以对电极压帽444进行限位。与之对应地，电极压帽444也作了一定的结构改进，包括了设于电极压帽444的外壁面、与限位凸块47对应的滑槽445；设于电极压帽444的外壁面、以电极压帽444的转轴为中心的环形卡槽447；以及在环形卡槽447上具有一定旋转坡度的卡位部449。

步骤S32，利用限位结构，使得电极压帽444与电极插孔42构成卡扣配合，避免电极压帽444、导电性玻璃粉末442和电极插头440脱离于电极插孔42。

步骤S32具体包括：首先，待将电极插头440和导电性玻璃粉末442依序置入电极插孔42后，将电极压帽444的滑槽445对准电极插孔42的限位凸块47并沿着陶瓷测量管40的径向向内按压；接着，按压一定的距离至电极压帽444的环形卡槽447对应于电极插孔42的限位凸块47的位置处，将电极压帽444沿着卡位部449的旋转坡度进行旋转(直观看来，就是限位凸块47位于带坡度的卡位部449的环形卡槽447内，为了实现单向限位，环形卡槽447应该留有间隙，以确保可以使电极压帽444向电极插头440做压紧移动)，从而使得电极压帽444与电极插孔42构成卡扣配合，实现对电极压帽444的限位。

实际上步骤S31和步骤S32仍可有其他的变化，例如，先在第一个电极插孔42内依序填入电极插头440、导电性玻璃粉末442和电极压帽444；然后再在第二个电极插孔42内依序填入电极插头440、导电性玻璃粉末442和电极压帽444。

步骤S33，将上述装配有电极插头440、导电性玻璃粉末442和电极压帽444的陶瓷测量管40放在加热炉中进行加热，加热至导电性玻璃粉末442的软化温度甚至以上，使得导电性玻璃粉末442软化，处于熔融状态。

在本实施例中，所述导电性玻璃粉末442的软化温度的范围为800℃至1200℃，因此，在加热炉中进行加热的加热温度为800℃至1200℃。。由于限位凸块47和电极压帽444的卡位部449的卡扣配合，在加热过程中始终将导电性玻璃粉末442压在电极插头440与电极压帽444之间的空间内。

步骤S34，将陶瓷测量管40自加热炉中取出并压焊，从而在高压状况下将电极插头440、导电性玻璃粉末442、电极压帽444和陶瓷测量管40的电极插孔42焊接在一起，制成电极构件44。在本实施例中，在电极压帽444上施加大的压力，使得电极压帽444进一步地压入电极插孔42中，导电性玻璃粉末442经受压夯实并流动填充于电极压帽444与电极插孔42之间的间隙以及电极插头440与电极插孔42之间的间隙。

通过上述各步骤，即可制作完成电磁流量计传感器的两个电极构件44，使得两个电极构件44与陶瓷测量管40烧结为一体，可以有效解决电极渗漏的问题，提高所述电磁流量计传感器检测的可靠性。

相较于一次只能装配一个电极，再进行加热和压焊，使得两个电极构件24须分两步制作工艺的第一实施例，在第三实施例中，由于特别提供了具有限位作用的限位结构(在本实施例中，所述限位结构包括位于电极插孔42内壁面的限位凸块47以及与之配合的电极压帽444)，从而使得在两个电极插孔42内制作电极构件44可以同时进行。这样，只需一次装配两个电极，再同时加热，同时压焊即可完成电极构件44的制作，简化了生产工艺，缩短了生产周期。

需特别说明的是，在上述描述中，所述提供的限位结构并不以此为限，只要能确保电极压帽与电极插孔构成稳固的卡扣配合，限位结构仍可作其他的变化，例如：在某一实施例中，所述电极压帽可以设计有多段式的滑槽和环形卡槽的组合；在另一实施例中，电极压帽也可以不设计环形卡槽，而是在电极压帽444的末端仅设计旋转坡度的卡位部449，在应用时，是直接将整个电极压帽444压入电极插孔42内，利用电极压帽444末端的卡位部449与电极插孔42中的限位凸块47构成卡扣配合；......；在此不一一赘述。

第四实施例：

请参阅图14和图15，其中，图14显示了本发明的电磁流量计传感器在第四实施例中沿着径向的截剖图；图15为图14沿着D-D所作的截剖图。

结合图14和图15，所述电磁流量计传感器包括：流动有被测流体的陶瓷测量管50，位于陶瓷测量管50的两个端面处、作为密封用的法兰，对向配置在陶瓷测量管50沿着管径的相对两端、外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状的一对电极插孔52；与电极插孔52配合装配至陶瓷测量管50上的电极构件54。

特别地，与第二实施例相比，在第四实施例中，电极构件54取消了传统的电极插头，仅包括位于电极插孔52中临近所述陶瓷测量管50内壁面的导电性玻璃粉末542以及位于电极插孔52中临近陶瓷测量管50外壁面的电极压帽544。

如图16所示，所述电极构件的制作方法包括：

步骤S40，提供陶瓷测量管50。

在第四实施例中，如图17所示，在陶瓷测量管50内具有一个陶瓷支柱58，陶瓷支柱58的相对两端具有与电极插孔52的底端相通的一对填充孔581、582。在这里，所述一对填充孔581、582相通连成一体结构(整体来看，陶瓷支柱58内部为中空结构)。

步骤S41，在陶瓷支柱58的填充孔581、582内填充入导电性玻璃粉末542，在电极插孔52内置入抵压于导电性玻璃粉末542的电极压帽544。

步骤S42，将压盖56扣合在电极插孔52开口端上，避免电极压帽544、导电性玻璃粉末542脱离于电极插孔52。

步骤S43，将填充有导电性玻璃粉末542的陶瓷测量管50置入加热炉中进行加热处理，加热至导电性玻璃粉末542的软化温度甚至以上后，使得导电性玻璃粉末542软化，处于熔融状态。

步骤S44，将陶瓷测量管50自加热炉中取出并压焊，从而在高压状况下将陶瓷测量管50两端的两个电极插孔52中的导电性玻璃粉末542、电极压帽544与陶瓷测量管50的电极插孔52和陶瓷支柱58焊接在一起(如图18所示)。在本实施例中，所述压焊包括：在电极压帽544上施加大的压力，使得电极压帽544进一步地压入电极插孔52中，导电性玻璃粉末542经受压夯实并流动填充于电极压帽544与电极插孔52之间的间隙。

步骤S45，去除掉部分的陶瓷支柱58，直至使得陶瓷支柱58的填充孔581、582内的导电性玻璃粉末542与陶瓷测量管50的内壁面齐平。

上述步骤S45具体包括：完成压焊后先用超声波的方法将陶瓷支柱58打碎至其残留部分微凸于陶瓷测量管50内壁面；再用金刚石砂轮将陶瓷支柱58的凸出部分处打磨至光滑直至与陶瓷测量管50内壁面齐平(如图15所示)。

通过上述各步骤，即可制作完成电磁流量计传感器的两个电极构件54，使得两个电极构件54与陶瓷测量管50烧结为一体，可以有效解决电极渗漏的问题，提高所述电磁流量计传感器检测的可靠性。另外，与第二实施例相类似，第四实施例中也提供有限位结构，这样，只需一次装配两个电极，再同时加热，同时压焊即可完成电极构件54的制作，简化了生产工艺，缩短了生产周期。

在第四实施例中，可以实现由导电性玻璃粉末542和电极压帽544构成的电极构件54与周围的陶瓷制电极插孔52紧密结合无缝隙，避免了介质渗入前几种方案中电极插头与电极插孔的缝隙难以清洗，所以可以用于有卫生要求的场合。

另外，需特别说明的是，在第四实施例中，提供的陶瓷支柱58为两端分别与陶瓷测量管50两端的两个电极插孔52相连通的中空结构，但并不以此为限，所述陶瓷支柱仍可有其他的变化例，例如在如图19所示提供的陶瓷支柱59中，陶瓷支柱59的相对两端具有与电极插孔52的底端相通的一对填充孔591、592，在这里，所述一对填充孔591、592为盲孔结构。所述每一个盲孔的孔顶面是与电极插孔52相通，所述每一个盲孔的孔底面为内凸出于陶瓷测量管50的内壁面(即可供导电性玻璃粉末542的填充位置要凸出于陶瓷测量管50的内壁面，如图20所示)，如此，在后续打碎陶瓷支柱59后，能够露出导电性玻璃粉末542，并再在打磨抛光后使得导电性玻璃粉末542与陶瓷测量管50内壁面齐平，作为电极构件54。

再有，还需说明的是，第四实施例中的限位结构并不仅限于上面的描述，其仍可作其他变化，例如可参考第三实施例中的描述，或者其他的开展，在此不再赘述。

上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (22)

1.一种电磁流量计传感器的电极构件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供陶瓷测量管，所述陶瓷测量管具有一对对向配置的电极插孔，所述电极插孔为外凸于所述陶瓷测量管呈凸台状；

在所述电极插孔内至少置入导电性玻璃粉末以及抵压于所述导电性玻璃粉末的电极压帽；

将装配有导电性玻璃粉末和电极压帽的所述陶瓷测量管放在加热炉中进行加热，并加热至所述导电性玻璃粉末的软化温度甚至以上，使得所述导电性玻璃粉末软化；

将所述陶瓷测量管自所述加热炉中取出并压焊，将所述导电性玻璃粉末、所述电极压帽和所述陶瓷测量管的所述电极插孔焊接在一起，制成电极构件。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述电极插孔为内缩外扩的沉孔结构，包括指向所述陶瓷测量管的内壁面、供所述电极插头填塞的第一插孔区段以及与所述第一插孔区段相连、指向所述陶瓷测量管的外壁面、供所述电极压帽填塞的第二插孔区段，所述第二插孔区段的孔径要大于所述第一插孔区段的孔径。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述电极构件还包括电极插头；在加热前，预先将所述电极插头、所述导电性玻璃粉末和所述电极压帽依序至于所述电极插孔内，使得所述电极插头位于所述电极插孔的第一插孔区段内、所述电极压帽位于所述电极插孔的第二插孔区段内、所述导电性玻璃粉末位于所述电极插头和所述电极压帽之间。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，在两个所述电极插孔内制作电极构件是分成两步制作工艺来完成的，其中，在第一个电极插孔内制作第一个电极构件的第一步制作工艺中采用第一类导电性玻璃粉末，在第二个电极插孔内制作第二个电极构件的第二步制作工艺中采用第二类导电性玻璃粉末，所述第一类导电性玻璃粉末的软化温度要高于所述第二类导电性玻璃粉末的软化温度。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述第一类导电性玻璃粉末的软化温度为1100℃至1200℃，所述第二类导电性玻璃粉末的软化温度为800℃至900℃；在所述分两步制作工艺制作电极构件中，其中，制作第一个电极构件的第一步制作工艺中的加热温度为1100℃至1200℃，制作第二个电极构件的第二步制作工艺中的加热温度为800℃至900℃。

6.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述陶瓷测量管还包括扣合在所述电极插孔开口端上、实现将所述电极压帽向所述陶瓷测量管内壁面压紧的单向限位的限位结构；

利用所述限位结构，在两个所述电极插孔内分别依序置入电极插头、导电性玻璃粉末和电极压帽后，扣合于所述电极插孔，从而同时加热，同时压焊，两个电极一次制作完成。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述限位结构包括位于所述电极插孔外壁面的限位部以及扣合在所述电极插孔端头上、具有与所述限位部配合的卡位部的压盖。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述限位部为限位凸块。

9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述限位结构包括位于所述电极插孔内壁面的限位部以及与所述限位部配合的电极压帽。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述限位部为限位凸块。

11.根据权利要求9所述的电极结构，其特征在于，所述电极压帽还包括：设于所述电极压帽的外壁面、与所述限位凸块对应的滑槽；设于所述电极压帽的外壁面、以所述电极压帽的转轴为中心的环形卡槽；以及在所述环形卡槽上具有一定旋转坡度的卡位部。

12.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述导电性玻璃粉末的软化温度为800℃至1200℃，在加热炉中进行加热的加热温度为800℃至1200℃。

13.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述陶瓷测量管还包括：位于两个所述电极插孔之间的陶瓷支柱，所述陶瓷支柱的相对两端具有与所述电极插孔的底端相通的一对填充孔，所述填充孔的底端要内凸于所述陶瓷测量管的内壁面；

在完成加热和压焊之后，还包括：去除掉部分的所述陶瓷支柱，直至使得所述陶瓷支柱的填充孔内的导电性玻璃粉末与所述陶瓷测量管的内壁面齐平。

14.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述一对填充孔为盲孔结构或相通连成一体结构。

15.根据权利要求13或14所述的制作方法，其特征在于，所述去除掉部分的所述陶瓷支柱包括：

完成压焊后，将所述陶瓷支柱打碎至其残留部分微凸于所述陶瓷测量管的内壁面；

将所述陶瓷支柱的凸出部分处打磨至光滑直至与所述陶瓷测量管的内壁面齐平。

16.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述陶瓷测量管还包括扣合在所述电极插孔开口端上、实现将所述电极压帽向所述陶瓷测量管内壁面压紧的单向限位的限位结构；

利用所述限位结构，在两个所述电极插孔内分别依序置入电极插头、导电性玻璃粉末和电极压帽后，扣合于所述电极插孔，从而同时加热，同时压焊，两个电极一次制作完成。

17.根据权利要求16所述的制作方法，其特征在于，所述限位结构包括位于所述电极插孔外壁面的限位部以及与所述限位部配合、扣合在所述电极插孔端头上的压盖。

18.根据权利要求17所述的制作方法，其特征在于，所述限位部为限位凸块。

19.根据权利要求16所述的制作方法，其特征在于，所述限位结构包括位于所述电极插孔内壁面的限位部以及与所述限位部配合的电极压帽。

20.根据权利要求19所述的制作方法，其特征在于，所述限位部为限位凸块。

21.根据权利要求19所述的电极结构，其特征在于，所述电极压帽还包括：设于所述电极压帽的外壁面、与所述限位凸块对应的滑槽；设于所述电极压帽的外壁面、以所述电极压帽的转轴为中心的环形卡槽；以及在所述环形卡槽上具有一定旋转坡度的卡位部。

22.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述导电性玻璃粉末的软化温度为800℃至1200℃，在加热炉中进行加热的加热温度为800℃至1200℃。

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