CN109891200B - 电磁流量计 - Google Patents
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Abstract
提供测定精度比以往高的电磁流量计。本发明的电磁流量计(10)具备：树脂制的流路壳体(20)；由多孔质的导电体构成且被埋设于流路壳体(20)的一对多孔质电极(51、51)；设置于一对多孔质电极(51、51)的一对电极对置面(51A、51A)；从流路壳体(20)的外表面连通至一对多孔质电极(51、51)的一对电极收纳孔(35、35)；被收纳于一对电极收纳孔(35、35)的一对实心电极(55、55)；形成于各实心电极(55、55)与各多孔质电极(51、51)并相互嵌合且被导通连接的多孔质侧连结部(53、53)及实心侧连结部(56、56)；包括一对实心电极(55、55)和一对多孔质电极(51、51)的一对检测电极(50、50)；以及对各实心电极(55、55)与各电极收纳孔(35、35)的间隙进行密封的密封构件(36)。
Description
技术领域
本发明涉及测定水的流量的电磁流量计。
背景技术
近几年，取代叶轮式的流量计，电磁流量计的普及较显著(例如，专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-99715号公报(图1)
发明内容
-发明要解决的技术问题-
然而，为了更进一步普及电磁流量计，要求提高测定精度。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种测定精度比以往高的电磁流量计。
-用于解决技术问题的手段-
为了达成上述目的而完成的本发明的一方式所涉及的电磁流量计，具备：流路壳体，该流路壳体是树脂制，具有在接受了磁场的状态下有水流动的测量流路；一对多孔质电极，由多孔质的导电体构成，被埋设于所述流路壳体，该一对多孔质电极在与所述磁场交叉的方向上对置；一对电极对置面，设置于所述一对多孔质电极，且在所述测量流路内露出而相互对置；一对电极收纳孔，从所述流路壳体的外表面连通到所述一对多孔质电极；一对实心电极，被收纳于所述一对电极收纳孔；多孔质侧连结部及实心侧连结部，形成于各所述实心电极与各所述多孔质电极并相互嵌合，且被导通连接；一对检测电极，包括所述一对实心电极和所述一对多孔质电极，对所述测量流路内的两点间的电位差进行检测；以及密封构件，对各所述实心电极与各所述电极收纳孔的间隙进行密封。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的电磁流量计的立体图。
图2是仪表主体的背部剖视图。
图3是流路壳体的立体图。
图4是流路壳体的测量部周边的正剖视图。
图5是检测电极及其周边部件的剖面立体图。
图6是第二实施方式所涉及的检测电极及其周边部件的俯视剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，基于图1～图5来说明本发明所涉及的第一实施方式。图1示出的本实施方式的电磁流量计10例如被用作为水道仪表。本实施方式的电磁流量计10具有在沿水平方向延伸的树脂制的流路壳体20的中间部组装多个部件而构成的仪表主体10H。本实施方式的电磁流量计10呈如下结构，即，其仪表主体10H被收纳到长方体状的外壳13。并且，流路壳体20连接于水管的中途，水道的水在测量流路20R内从一端流向另一端，其中，测量流路20R沿长度方向将该流路壳体20贯通。需要说明的是，在图1、图3及图4中，用箭头A表示水道的水流动的方向。需要说明的是，流路壳体20延伸的方向并不限于水平方向，也可以是与水平方向交叉的方向。
如图4所示，测量流路20R从两端部逐渐朝向中央部缩小。并且，测量流路20R在比中央更向下游侧偏离了少许的位置，具有变得最窄的测量部20K。如图2所示那样，测量部20K呈将四角进行了R倒角的横长的长方形的截面形状，如图4所示那样遍及规定长度地延伸。再有，测量流路20R的两端部其截面呈圆形。并且，从两端部起朝向测量部20K，测量流路20R的截面形状从圆形逐渐变化成长方形。
如图3所示那样，在流路壳体20的长度方向的中央部，具备与该流路壳体20的轴向正交的正交套筒25。再有，如图4所示那样，前述的测量部20K位于正交套筒25内。在测量部20K的两侧，具备从流路壳体20的两侧面向侧方突出的一对电极支承突起部31、31及一对固定突起部32、32。这些电极支承突起部31及固定突起部32如图3所示那样相邻并成为一体。
还有，如图2所示那样，在流路壳体20，在测量部20K的上下形成有部件收纳空间30、30。进而，如图4所示那样，在一方的电极支承突起部31的与固定突起部32相反侧的附近，线圈26被收纳成其卷绕轴朝着上下方向的状态。并且，与该线圈26的未图示的铁心的两端部接合的一对磁轭27(图4中仅示出一方的磁轭27)一直延伸到部件收纳空间30、30。这些磁轭27、27的平板状端部27A、27A如图2所示那样被对置配置成夹着测量流路20R的测量部20K的状态。
再者，如图4所示那样，在流路壳体20之中的测量部20K的两侧，一对多孔质电极51、51被埋设于前述的电极支承突起部31、31的延长线上，并且形成有从各电极支承突起部31的前端面一直延伸到多孔质电极51的一对电极收纳孔35、35。
多孔质电极51由被亲水化处理的多孔质的导电体(例如石墨)构成。并且，如图5所示那样，多孔质电极51由头部52和多孔质侧连结部53构成。头部52呈长方体状，其一侧面成为与测量流路20R的内表面齐平地配置的电极对置面51A。另外，虽然未图示，但若从多孔质电极51、51彼此的对置方向观察电极对置面51A，则电极对置面51A呈在测量流路20R的轴向上较长的长方形，且位于测量部20K的上下方向的中央。
多孔质侧连结部53例如呈圆筒状，从头部52中的电极对置面51A的相反侧面的中央突出。此外，在多孔质侧连结部53的外表面基端部，具备进行了R倒角的曲面53R。
电极收纳孔35具有比多孔质侧连结部53的外径大的同心圆状的截面。并且，多孔质侧连结部53的轴向中的比中间位置更靠前端侧的部位从电极收纳孔35的里面中央突出。该结构使对流路壳体20进行插入成型的未图示的成型模具保持多孔质侧连结部53的前端部，从而能够容易成型。
在各电极收纳孔35分别收纳有实心电极55。实心电极55例如由不锈钢构成，整体呈棒状。再有，在实心电极55，将中间部分扩径成台阶状而形成中间大径部57，比该中间大径部57更靠前端侧的部位形成实心侧连结部56，而其相反侧成为电线连接部58。再有，实心侧连结部56的前端部呈锥形状。并且，实心侧连结部56被嵌合到前述的多孔质侧连结部53内的嵌合孔53A，从而实心电极55与多孔质电极51被导通连接。另外，由被导通连接的多孔质电极51与实心电极55构成检测电极50。并且，如图4所示那样，一对检测电极50、50配置于测量流路20R的两侧。
图5示出的实心侧连结部56比多孔质侧连结部53短一些。并且，中间大径部57的前端面抵接于多孔质侧连结部53的前端面53T。再者，作为密封构件的O环36被夹在中间大径部57与电极收纳孔35的内表面之间。
该O环36与实心电极55通过电极固定构件40而被止脱。电极固定构件40被重叠于电极支承突起部31及固定突起部32的前端面，具有与电极收纳孔35嵌合的嵌合突起部41、以及与形成在固定突起部32的安装孔32A重叠的螺钉插通孔42。并且，穿通了螺钉插通孔42的未图示的螺钉被拧入安装孔32A中，从而电极固定构件40被固定于流路壳体20。再有，电极插通孔43贯通嵌合突起部41的中心部分。该电极插通孔43从中途部分起将嵌合突起部41的前端侧扩径成台阶状。并且，实心电极55被插通到电极插通孔43内，中间大径部57的基端面与电极插通孔43的台阶面43D抵接，由此实心电极55在电极收纳孔35内被止脱。还有，O环36与嵌合突起部41的前端面41T抵接而被止脱于电极收纳孔35内，并且通过多孔质侧连结部53的前端面53T来限制O环36向电极收纳孔35深侧的移动。嵌合突起部41的前端面41T相当于O环定位部。
另外，实心电极55的电线连接部58将电极固定构件40贯通并一直延伸到电极收纳孔35的外侧。并且，如图2所示那样，电线90被连接于电线连接部58的前端部并向流路壳体20的上方延伸，从而与控制单元10U内的控制基板60连接。再者，线圈26的未图示的电线也同样地与控制基板60连接。
关于本实施方式的电磁流量计10的结构的说明如上。接下来，对该电磁流量计10的作用效果进行说明。电磁流量计10被连接于水管的中途而进行工作，测定在水管中流动的水的流量。因此，控制基板60使交流电流流过线圈26，从侧方向测量流路20R的测量部20K赋予交变的磁场。在该状态下，若水在测量部20K中流动，则通过电磁感应，在一对检测电极50、50的电极对置面51A、51A之间产生与水的流速相应的电位差。控制基板60基于该电位差和测量部20K的截面积等，运算每单位时间的水的流量，并且对该流量进行累计计算来运算累计流量。并且，在控制基板60的上方的监控器61显示这些运算结果。
然而，作为对电磁流量计10的测定精度带来影响的要素之一，可列举检测电极50与水之间的电容、即电化学双层电容。具体地说，若检测电极50与水的接触面积小，则电化学双层电容会减小，一对检测电极50、50间的阻抗增大，因此在一对检测电极50、50之间，电磁感应所引起的电流变得难以流动，变得容易受到噪声的影响。相对于此，在本实施方式的电磁流量计10中，如上所述，一对检测电极50、50包括由多孔质的导电体构成的一对多孔质电极51、51以及与这些多孔质电极51、51导通连接的一对实心电极55、55。并且，水浸透作为检测电极50的一部分的多孔质电极51，能够较大地确保检测电极50与水的接触面积。由此，电化学双层电容增大，噪声的影响得以抑制，流量的测定精度得以提高。
此外，一对多孔质电极51、51被埋设于流路壳体20中，而一对实心电极55、55被收纳于形成在流路壳体20的一对电极收纳孔35、35中。并且，各多孔质电极51的多孔质侧连结部53和各实心电极55的实心侧连结部56在电极收纳孔35内相互嵌合而被导通连接。
通过采取上述那样的结构，从而通过流路壳体20的插入成型，能够容易地将一对多孔质电极51、51固定于流路壳体20中，能够容易地进行一对实心电极55、55向一对电极收纳孔35、35的组装以及多孔质电极51、51与实心电极55、55的组装。再者，因为利用O环36来密封各实心电极55、55与各电极收纳孔35、35的间隙，所以在水浸透并通过多孔质电极51、51的情况下，也能够容易地避免水向流路壳体20外泄漏的情况。进而，如果采取O环36被夹持在实心电极55、55的外侧面与电极收纳孔35、35的内侧面之间的结构，那么能够通过实心电极55、55向电极收纳孔35、35的嵌合操作来进行密封处理。
再有，多孔质电极51形成筒状的多孔质侧连结部53从头部52的侧面的一部分突出的结构，头部52之中电极对置面51A与多孔质侧连结部53突出的部分以外的部分被构成流路壳体20的树脂所覆盖，因此能够将多孔质电极51之中露出于电极收纳孔35侧的部分减小，能够利用实心电极55与各电极收纳孔35间的O环36，容易地阻拦将多孔质电极51浸透的水。
还有，如果如本实施方式的电磁流量计10那样，采取将多孔质侧连结部53设为圆筒状，且其头部52侧的端部被构成流路壳体20的树脂覆盖的结构，那么能够使插入成型模具保持多孔质侧连结部53的前端部，从而容易成型流路壳体20。
再者，在本实施方式的电磁流量计10中，因为作为O环定位部的嵌合突起部41的前端面41T被定位成在实心电极55的轴向上与多孔质侧连结部53夹着O环36，所以通过多孔质侧连结部53能将O环36定位，而且密封稳定。
另外，多孔质电极51的电极对置面51A与测量流路20R的内表面齐平，因此测量流路20R内的乱流得以抑制，在这一点上来说测量精度也得以提高。进而，相对于截面形状为四边形的测量流路20R，多孔质电极51的电极对置面51A呈四边形，因此能将电极对置面51A拓宽，在这一点上来说测量精度也得以提高。
[第二实施方式]
本实施方式如图6所示那样，检测电极50V的结构不同于第一实施方式。构成本实施方式的检测电极50V的一部分的多孔质电极51V例如形成圆锥台形突起部82从长方体状的主体部81的一侧面突出的结构。并且，圆锥台形突起部82的前端面成为电极对置面51A，并被配置成与测量流路20R的内侧面齐平。再者，在主体部81之中圆锥台形突起部82的相反面的中央，下沉地形成有圆形凹部84，在该圆形凹部84的底面中央形成有作为圆形孔的多孔质侧连结部83。还有，电极收纳孔35V的一端侧形成与圆形凹部84连续的小径部35A，另一端侧被扩径成台阶状而成为大径部35B。该结构能够将对流路壳体20V进行插入成型的未图示的成型模具的支承突起部的前端和多孔质电极51V的圆形凹部84嵌合而容易地成型。
再有，实心电极55V的截面呈圆形，从前端侧起按顺序具备实心侧连结部70、中间小径部71、中间大径部72、凸缘部73及连接突起部74。并且，在O环36被嵌合到实心侧连结部70的基端部的状态下，O环36从该实心侧连结部70侧被插入电极收纳孔35V中。并且，实心侧连结部70的前端侧嵌合于多孔质电极51V的多孔质侧连结部83，且实心电极55V的中间小径部71嵌合于电极收纳孔35V的小径部35A，并且实心电极55V的中间大径部72嵌合于电极收纳孔35V的大径部35B。再者，穿通至凸缘部73的未图示的贯通孔的螺钉被拧入流路壳体20V的未图示的安装孔中，由此实心电极55V被固定于流路壳体20V。进而，未图示的电线被软焊或者硬焊于连接突起部74。
根据本实施方式的电磁流量计10V，除了所述第一实施方式的电磁流量计10的作用效果之外，由于多孔质电极51V呈朝向电极对置面51A缩窄的形状，故能够保持电极对置面51A相对于测量流路20R的大小的平衡，同时能够增大埋设于流路壳体20V中的多孔质电极51V整体的体积，增大多孔质电极51V与水的接触面积。
[其他实施方式]
本发明并不限于上述实施方式，例如，以下所说明的实施方式也包含于本发明的技术范围内，并且除了下述以外，在未脱离主旨的范围内能够进行各种变更并加以实施。
(1)上述第一实施方式的多孔质电极51是石墨，但也可以是将金属穿孔而设置了多个孔的结构、或烧结金属。
(2)上述第一实施方式的电磁流量计10作为密封构件而具备O环36，但既可以通过填充式的密封剂被固化后的材料来构成密封构件，也可以使用填料(packing)来作为密封构件。再有，也可以设为在实心电极55、55相对于电极收纳孔35、35的嵌合方向上夹持该密封件及O环36的结构。
(3)上述第一实施方式中，多孔质电极51既可以是圆柱状，也可以是多棱柱状。再者，多孔质电极51的前端部也可以向测量流路20R的内侧突出。
符号说明
10，10V 电磁流量计
20，20V 流路壳体
35、35V 电极收纳孔
36 O环(密封构件)
50，50V 检测电极
51 多孔质电极
51A 电极对置面
52 头部
53，83 多孔质侧连结部
55、55V 实心电极
56，70 实心侧连结部。
Claims (7)
1.一种电磁流量计，具备：
流路壳体，该流路壳体是树脂制，具有在接受了磁场的状态下有水流动的测量流路；
一对多孔质电极，由多孔质的导电体构成，被埋设于所述流路壳体，该一对多孔质电极在与所述磁场交叉的方向上对置；
一对电极对置面，设置于所述一对多孔质电极，且在所述测量流路内露出并相互对置；
一对电极收纳孔，从所述流路壳体的外表面连通到所述一对多孔质电极；
一对实心电极，被收纳于所述一对电极收纳孔；
模具嵌合部，被设置于各所述多孔质电极，并与成型所述流路壳体的模具中的、成型所述电极收纳孔的孔成型突部的筒形前端部的内侧嵌合；
电极嵌合孔，被设置于各所述多孔质电极，并位于所述模具嵌合部的中心部；
实心侧连结部，被设置于各所述实心电极，在所述电极嵌合孔内嵌合而与所述多孔质电极导通连接；
一对检测电极，包括所述一对实心电极和所述一对多孔质电极，对所述测量流路内的两点间的电位差进行检测；以及
密封构件，对各所述实心电极与各所述电极收纳孔的间隙进行密封。
2.根据权利要求1所述的电磁流量计，其中，
各所述多孔质电极包括：头部，一侧面的一部分或者整体形成所述电极对置面，且所述电极对置面以外的其他侧面中的一部分以外被构成所述流路壳体的树脂覆盖；以及多孔质侧连结部，是筒状，从所述头部的所述其他侧面的所述一部分突出，
所述多孔质侧连结部的前端部形成所述模具嵌合部，从覆盖所述头部的所述其他侧面的所述树脂突出到所述电极收纳孔内，
所述多孔质侧连结部的内部成为所述电极嵌合孔。
3.根据权利要求2所述的电磁流量计，其中，
所述电磁流量计具备作为所述密封构件的O环，该O环被夹在所述实心电极的轴向的中间部分的外侧面与所述电极收纳孔的内侧面之间，
所述电磁流量计还具备O环定位部，在所述实心电极的轴向上将所述O环夹持并定位于所述O环定位部与所述多孔质侧连结部之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁流量计，其中，
所述一对电极对置面与所述测量流路的内表面齐平。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁流量计，其中，
所述测量流路中的所述一对多孔质电极所处的部分的截面形状呈四边形，所述一对电极对置面呈四边形。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁流量计，其中，
所述多孔质电极由石墨构成。
7.根据权利要求6所述的电磁流量计，其中，
对所述石墨进行了亲水化处理。
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