CN109931992B - 电磁流量计的电位检测用电极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种尽管具有被导电体覆盖的环状槽，但是导通的可靠性高的电磁流量计的电位检测用电极。该电位检测用电极具备：主体部(21)，该主体部具有接液部，并且用导电体(42)覆盖母材(41)而形成，所述接液部露出到测定管中；以及端子部，该端子部与导电体(42)电连接，主体部(21)具有：圆柱状的小径部(23)，该小径部插入测定管的电极插入孔，并且该小径部的一端成为接液部；以及圆板状的大径部(24)，该大径部从小径部(23)的另一端向径向的外侧延伸，大径部(24)具有：环状槽(51)，该环状槽朝向测定管(13)内开放；以及缺口(52)，该缺口从该环状槽(51)向径向的外侧延伸并在大径部(24)的外周面开口。

Description

电磁流量计的电位检测用电极

技术领域

本发明涉及一种包含接液部的主体部被具有导电性的材料覆盖的电磁流量计的电位检测用电极。

背景技术

作为以往的电磁流量计，存在这样的构成：通过电位检测用电极取出在流经测定管内的流体产生的电动势。形成该电位检测用电极的材料通常是不锈钢，但根据检测对象的腐蚀性使用了各种各样的材料。作为耐腐蚀性高的电极材料，较多的是例如专利文献1所揭示的铂等贵金属材料。贵金属材料的材料强度低，因此存在有不能制作的形状这样的不良情况。为了解决这种不良情况，采用非贵金属材料作为基底金属来形成电极，并且如专利文献1所述，可以考虑用贵金属材料覆盖该电极。

但是，在磨损性的物体混入了流经测定管内的流体的情况下，有时覆盖电极的贵金属材料会剥落。另外，有时会由于对测定管施加冲击，或由于测定管的腐蚀、制造时的缺陷等而导致覆盖电极的贵金属材料剥落。

当该贵金属材料剥落时，由于基底金属与贵金属材料的电位差而产生电化学噪声。该噪声成为电磁流量计的输出噪声。

覆盖电极的金属材料剥落并产生噪声这样的问题，如本申请的申请人在专利文献2中所提案的那样，能够通过如下方式解决：用绝缘体形成电极主体，用贵金属材料覆盖绝缘体的表面并将该贵金属材料作为导电路径。在专利文献2中，记载了具有如下构造的电位检测用电极3：如图8所示，由作为绝缘体的陶瓷形成的母材1被由具有耐腐蚀性的金属构成的导电体2覆盖。该电位检测用电极3具有：第一小径部3a，该第一小径部3a被插入形成于测定管4的电极插通用的孔5；大径部3b，该大径部3b位于测定管4的外侧；以及第二小径部3c，该第二小径部3c从该大径部3b向第一小径部3a的相反方向突出。在第二小径部3c连接有引线6。

如图9所示，有时在大径部3b形成环状槽7。在图9中，对于与图8所说明的构件相同或者等同的构件，标注相同的附图标记，并且省略详细的说明。该环状槽7是容纳衬垫8的槽，并且形成为与第一小径部3a位于相同轴线上的环状。衬垫8是用于密封测定管4中的流体通路4a与电位检测用电极3的大径部3b之间的构件。

这样一来，希望以均匀地覆盖环状槽7的内周面7a、底面7b以及外周面7c的方式使用金属浆料(未图示)来形成具有环状槽7的电位检测用电极3的导电体2。金属浆料是包含金属粉的浆料，以涂敷到母材1的状态与母材1一起烧制，并且进行金属浆料烧结，从而成为导电体2。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平2-16024号公报

专利文献2：日本特愿2017-038984

发明内容

发明要解决的问题

如图9所示，在包含环状槽7在内并被导电体2覆盖的电位检测用电极3中，如图10以及图11所示，有可能导致导电体2的一部分2a从环状槽7的外周壁剥落。其理由是因为在烧制时，线膨胀系数大的材料由于线膨胀系数的差而更大地收缩，从而产生收缩应力。该收缩应力朝向径向的内侧产生。即，当大径部3b的由陶瓷构成的母材1与导电体2的密合性不足时，导电体2比母材1更大地收缩，导电体2会从环状槽7的外周壁朝向径向的内侧剥落。

另外，关于电位检测用电极3的朝向外侧突出的角部，导电体2的厚度易于变薄，恐怕不能确保信号检测所需的厚度。当在角部厚度变薄时，导通的可靠性变低，变得无法确保信号检测所需的导电性。如图9所示，当在大径部3b形成有环状槽7时，在环状槽7的径向的外侧形成有筒状部分9，导电体2变薄的角部的数量相应地增加，导通的可靠性变低。这样的可靠性的问题不仅在具有容纳衬垫8的环状槽电位检测用电极3中产生，而且在由于其他的理由形成有环状槽的电极中也会同样地产生。

本发明的目的在于提供一种尽管具有被导电体覆盖的环状槽，但是导通的可靠性高的电位检测用电极。

用于解决问题的手段

为了达成该目的，本发明的电磁流量计的电位检测用电极具备：主体部，该主体部具有接液部，并且用具有导电性的材料覆盖母材而形成，所述接液部露出到电磁流量计的测定管中；以及端子部，该端子部与所述具有导电性的材料电连接，所述主体部具有：圆柱状的小径部，该小径部插入所述测定管的电极插入孔，并且该小径部的一端成为所述接液部；以及圆板状的大径部，该大径部从所述小径部的另一端向径向的外侧延伸，所述大径部具有：环状槽，该环状槽朝向所述测定管内开放；以及缺口，该缺口从该环状槽向径向的外侧延伸并在所述大径部的外周面开口。

本発明也可以构成为，在所述电磁流量计的电位检测用电极中，在所述大径部中的所述环状槽的所述径向的内侧形成有槽，该槽的一端与所述环状槽的底面连接，并且另一端与所述小径部的外周面连接。

发明效果

根据本发明，成为大径部的外周面的导电体和成为环状槽的底面的导电体通过形成于缺口的底面的导电体连接。因此，即使导电体从环状槽的外周壁脱落，也不会影响主体部的导通状态。另外，与形成于环状槽的径向外侧的筒状部分的导电体成为导电路径的情况相比，由于减少一个易于成为导通可靠性的障碍的角部，因此导通的可靠性变高。

因此，根据本实施方式，能够提供一种尽管具有环状槽的主体部被导电体覆盖，但是导通的可靠性高的电磁流量计的电位检测用电极。

附图说明

图1是具备本发明的电位检测用电极的电磁流量计的截面图。

图2是从第一实施方式的电位检测用电极的管路侧观察到的主视图。

图3是图2中的III-III线截面图。

图4是是第一实施方式的母材的立体图。

图5是从第二实施方式的电位检测用电极的管路侧观察到的主视图。

图6是图5中的VI-VI线截面图。

图7是第二实施方式的母材的立体图。

图8是以往的电位检测用电极的截面图。

图9是以往的具有环状槽的电位检测用电极的截面图。

图10是导电体的一部分已脱落的以往的电位检测用电极的主视图。

图11是图10中的XI-XI线截面图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照图1～图4对本发明的电磁流量计的电位检测用电极的一实施方式进行详细说明。本实施方式的电位检测用电极是技术方案1所述的电位检测用电极的一例。

图1所示的电位检测用电极11(以下，仅称为电极11)从流体通路14的外侧安装于电磁流量计12的测定管13。

测定管13具备：主体15、设置于该主体15的内表面的内衬16和容纳电极11的有底圆筒状的电极帽17等。电极用安装座18一体地设置于内衬16。在该电极用安装座18穿设有用于供电极11插入的电极插入孔19。

本实施方式的电极11具备：插入到内衬16的电极插入孔19的主体部21和与该主体部21分体地形成并重叠于主体部21的端子部22。

稍后将详细说明主体部21，但如图1～图3所示，该主体部21由圆柱状的小径部23和圆板状的大径部24形成，小径部23的一端面向测定管13内的流体通路14，大径部24从该小径部23的另一端向径向的外侧延伸。

该主体部21的一端露出到测定管13内，并且成为与在测定管13内流动的流体(未图示)接触的接液部25。大径部24形成为外径比小径部23大的圆板状，并且通过稍后说明的压缩线圈弹簧26的弹力，而朝向电极用安装座18施力。在大径部24与电极用安装座18之间设置有衬垫27。

端子部22由具有导电性的材料形成为圆柱状，通过未图示的安装结构而安装于主体部21的大径部24。

另外，如图1所示，端子部22被由绝缘体构成的筒体31覆盖，并且贯通电极帽17的底壁17a而突出到电极帽17的外部。在该底壁17a穿设有贯通孔32，端子部22和筒体31穿过该贯通孔32的中间。在端子部22的突出侧端部形成有用于连接引线用端子(未图示)的螺纹孔33。

电极帽17具有保持压缩线圈弹簧26的功能。该电极帽17以在内部容纳有压缩线圈弹簧26的状态螺纹固定于主体15的螺纹孔34。压缩线圈弹簧26以端子部22插入中心部的状态被压缩并容纳在电极帽17中。压缩线圈弹簧26的一端隔着垫片35朝向电极用安装座18推压主体部21的大径部24，另一端隔着环状的绝缘板36向主体部21的相反方向推压电极帽17的底壁17a。

如图3所示，电极11的主体部21由作为绝缘材料的陶瓷所形成的母材41和覆盖该母材41的具有导电性的材料构成。在本实施方式中，为了便于说明，将覆盖该母材41的具有导电性的材料仅称为“导电体42”。上述的端子部22通过重叠于主体部21的大径部24，而与导电体42电连接。

作为母材41的陶瓷原料，能够使用SiC、Al₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃、Si₃N₄、SiO等。母材41通过用模具(未图示)将陶瓷原料成形为主体部21的形状，并且烧制该成形物而形成。

导电体42由具有导电性的材料形成。形成该导电体42的具有导电性的材料例如能够使用Pt、Ti、Au、Ta、WC等具有耐腐蚀性的金属材料，也能够使用焊料、具有导电性的合成树脂材料、导电性油墨等。本实施方式的导电体42通过将已涂敷在烧制前的母材41上的金属浆料(未图示)与母材41一起烧制而形成。金属浆料通过混合金属的粉体和溶剂而形成。通过烧制该金属浆料，金属的粉体熔化，并且成为在整个区域覆盖母材41的外表面的导电体42。

主体部21的母材41由圆柱部43和圆板部44形成，圆柱部43协同上述导电体42构成小径部23，圆板部44协同上述导电体42构成大径部24。圆柱部43和圆板部44一体地形成。

如图2以及图4所示，圆板部44具有：环状的槽部45以及从该环状的槽部45向径向的外侧延伸并在圆板部44的外周面开口的缺口部46。

环状的槽部45是用于容纳衬垫27的槽，与圆板部44位于相同的轴线上，并且形成为朝向测定管13内开放的形状。

如图2所示，缺口部46分别设置于在周向上将圆板部44四等分的位置。

在这样地构成的电位检测用电极11中，将金属浆料涂敷在母材41的外表面并烧制该母材41和金属浆料，从而形成母材41的外表面被导电体42覆盖的主体部21。该主体部21由小径部23和大径部24构成，小径部23是母材41的圆柱部43被导电体42覆盖而形成的，大径部24是母材41的圆板部44被导电体42覆盖而形成的。

另外，如图3所示，圆板部44的环状的槽部45被导电体42覆盖，从而在大径部24形成朝向测定管13内开放的环状槽51。另外，圆板部44的缺口部46被导电体42覆盖，从而在大径部24形成缺口52。该缺口52从环状槽51向径向的外侧延伸并在大径部24的外周面24a开口。

因此，如图3所示，成为大径部24的外周面的导电体42a和成为大径部24的环状槽51的底面的导电体42b经由成为大径部24的缺口52的底面的导电体42c连接。在该主体部21中，即使成为环状槽51的外周壁51a的导电体42从母材41脱落，也不会影响该主体部21的导通状态。另外，根据该主体部21，与以往的电极、即形成于环状槽51的径向外侧的筒状部分53上的导电体42成为导电路径的电极相比，由于减少一个易于成为导通可靠性的障碍的角部，因此导通的可靠性变高。

因此，根据本实施方式，能够提供一种尽管具有被导电体42覆盖的环状槽51，但是导通的可靠性高的电位检测用电极。

(第二实施方式)

本发明的电位检测用电极的主体部能够如图5～图7所示那样构成。在图5～图7中，对于与图1～图4所说明的构件相同或者等同的构件，标注相同的附图标记，并且适当地省略详细的说明。本实施方式的电位检测用电极是技术方案2所述的电位检测用电极的一例。

图5～图7所示的主体部21具有从环状槽51延伸到小径部23的槽61。如图5所示，该槽61分别设置于在周向上将大径部24四等分的位置。本实施方式的槽61在大径部24的周向上设置于与上述缺口52相同的位置。

这些槽61通过用导电体42覆盖母材41的圆板部44的凹部62(参照图7)而形成。如图7所示，该凹部62形成为从圆板部44的环状的槽部45向径向的内侧延伸，并且与圆柱部43的外周面连接。

如图5所示，槽61形成在主体部21的大径部24中的环状槽51的径向的内侧。如图6所示，该槽61的一端与环状槽51的底面51b连接，另一端与小径部23的外周面23a连接。

这样一来，如图6所示，通过在环状槽51的径向的内侧形成槽61，从而成为环状槽51的底面的导电体42b和成为小径部23的外周面的导电体42d经由成为槽61的底面的导电体42e连接。因此，与使用经过环状槽51的内周壁51c的导电路径的情况相比，由于减少一个易于成为导通可靠性的障碍的角部，因此导通的可靠性变得更高。

因此，根据本实施方式，能够提供一种导通的可靠性更高的电位检测用电极。

符号说明

11…电位检测用电极、12…电磁流量计、13…测定管、19…电极插入孔、21…主体部、22…端子部、23…小径部、23a…小径部的外周面、24…大径部、25…接液部、41…母材、42…导电体、43…圆柱部、44…圆板部、51…环状槽、51b…环状槽的底面、52…缺口、61…槽。

Claims (2)

1.一种电磁流量计的电位检测用电极，其特征在于，具备：

主体部，该主体部具有接液部，并且用具有导电性的材料覆盖母材而形成，所述接液部露出到电磁流量计的测定管中；以及

端子部，该端子部与所述具有导电性的材料电连接，

所述主体部具有：

圆柱状的小径部，该小径部插入所述测定管的电极插入孔，并且该小径部的一端成为所述接液部；以及

圆板状的大径部，该大径部从所述小径部的另一端向径向的外侧延伸，

所述大径部具有：

环状槽，该环状槽朝向所述测定管内开放；以及

缺口，该缺口从该环状槽向径向的外侧延伸并在所述大径部的外周面开口。

2.如权利要求1所述的电磁流量计的电位检测用电极，其特征在于，

在所述大径部中的所述环状槽的所述径向的内侧形成有槽，该槽的一端与所述环状槽的底面连接，并且另一端与所述小径部的外周面连接。

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