DE3844893C2 - Producing electrode for electromagnetic flow meter - Google Patents

Producing electrode for electromagnetic flow meter

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DE3844893C2
DE3844893C2 DE3844893A DE3844893A DE3844893C2 DE 3844893 C2 DE3844893 C2 DE 3844893C2 DE 3844893 A DE3844893 A DE 3844893A DE 3844893 A DE3844893 A DE 3844893A DE 3844893 C2 DE3844893 C2 DE 3844893C2
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Tsutomu Goto
Toshihide Inami
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Abstract

Electrode parts (11A,11B) are inserted into a pair of holes (13A,13B) which lead from outside to within a measurement tube (14) of sintered ceramic material through its onclosing wall. The holes are arranged opposite each other. The electrode parts are heated and hardened to form the electrodes. Each electrode part consists of a metal paste and may have a conical or plate-shaped inner end section. Each can have a rod section and a metal coating formed between the inner surfaces of the corrsp. insertion hole and the rod section.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Durchflußmessers mit den im Oberbegriff des Anspruch 1 aufgeführten Schritten, sowie einen durch dieses Verfahren hergestellten elektromagnetischen Durchflußmesser.The invention relates to a method for producing a electromagnetic flow meter with those in the preamble of the steps listed in claim 1, and one electromagnetic produced by this method Flow meter.

In der DE 36 27 993 A1 hat die Anmelderin einen Durchflußmesser vorgeschlagen, bei dem anstelle der teueren Platinelektroden eine spezielle platinlose Elektrode in ein halbgesintertes Meßrohr eingesetzt wird und dann zusammen mit diesem ausgesintert wird. Durch das gemeinsame Aussintern wird unter anderem eine besonders gute Abdichtung zwischen Meßrohr und Elektrode angestrebt.In DE 36 27 993 A1 the applicant has one Flow meter proposed, instead of the expensive Platinum electrodes a special platinum-free electrode in one semi-sintered measuring tube is used and then together is sintered with this. Through the common Sintering is a particularly good one Sealing between measuring tube and electrode aimed for.

Auch die EP 01 13 928 B1, JP 61-251716 A, JP 62-42013 A und die EP 0 080 535 A1 lehren, daß das Meßrohr beim Einsetzen der Elektrode noch nicht ausgesintert sein darf; das Aussintern erfolgt in jedem Falle erst bei eingesetzter Elektrode.EP 01 13 928 B1, JP 61-251716 A, JP 62-42013 A and EP 0 080 535 A1 teach that the measuring tube when inserted the electrode must not yet be sintered; the Sintering takes place in any case only when it is inserted Electrode.

Obwohl sich dieses Verfahren bewährt hat, sind bisweilen Schäden am Meßrohr und Undichtigkeiten an den Elektroden aufgetaucht, also Nachteile, die die Erfindung aufgabengemäß ausräumen oder zumindest abmildern will.Although this method has proven itself, sometimes Damage to the measuring tube and leaks in the electrodes surfaced, so disadvantages that the invention wants to clear out or at least mitigate according to the task.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird im Gegensatz zur bisherigen Gepflogenheit zunächst das Meßrohr völlig ausgesintert und erst dann die Elektrode eingesetzt; durch Metallisieren der Innenoberflächen der Einführungslöcher für die Elektroden und durch Ausfüllen des zu den Elektroden hin vorliegenden Spaltes mit Metall wird eine vollkommene Abdichtung erzielt. So kann der Verzug beim Aussintern nicht mehr zu Schäden führen; außerdem können die Einführungslöcher nachgearbeitet werden, so daß sie stets und zuverlässig paßgenau sind.This object is achieved by the features of claim 1 solved. In contrast to the previous one The first step is to completely sinter the measuring tube and only then the electrode inserted; by metallizing the Inner surfaces of the insertion holes for the electrodes and by filling out the one facing the electrodes Gaps with metal become a perfect seal achieved. So the delay in sintering can no longer Cause damage; also the insertion holes  be reworked so that they are always reliable are a perfect fit.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Preferred embodiments of the invention are See subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus denen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.The invention is illustrated below with reference to drawings illustrated embodiments explained in more detail which show further advantages and features.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a und 1b eine Schnittansicht, bzw. eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohres mit herkömmlicher Elektrodenstruktur; FIG. 1a and 1b show a sectional view and an enlarged sectional view of a main portion of a measuring tube having a conventional electrode structure;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Hauptteils des Meßrohrs einer anderen Ausführungsform der vorliegenden, Erfindung. Fig. 2 is a sectional view of a main part of the measuring tube of another embodiment of the present invention.

Fig. 3a, 3b, 3c und 3d Schnittansichten jeweils anderer Ausführungsformen eines Elektrodenkerns; Fig. 3a, 3b, 3c and 3d are sectional views respectively of other embodiments of an electrode core;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohrs einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is a sectional view of a main part of a measuring tube of another embodiment of the present invention;

Fig. 5a bis 5e Schnittansichten anderer Ausführungsformen des Elektrodenkerns. FIGS. 5a to 5e are sectional views of other embodiments of the electrode core.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im weiteren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Embodiments of the present invention are disclosed in further with reference to the accompanying drawings described in detail.  

Ein paar Anregungsspulen 5 (siehe Fig. 1b) sind auf der äußeren Oberfläche eines Meßrohrs 4 angeordnet, um vertikal das Meßrohr 4 dazwischenliegend zu umschließen und ein magnetisches Feld zu erzeugen, das senkrecht zu einer Flußrichtung eines leitenden Fluids 6, das während des Durchflusses durch das Meßrohr 4 zu messen ist, ausgerichtet ist. Ein paar Elektrodeneinfüh­ rungslöcher 3 sind in den zentralen Abschnitten der ummantelnden Wandung des Meßrohrs 4 in einer Richtung senkrecht sowohl zur Durchflußrichtung des zu messenden Fluids 6 und einer Richtung des durch die Anregungsspulen erzeugten magnetischen Feldes gegenüberliegend angeordnet. Elektroden 1 sind in die Elektrodeneinführungs­ löcher 3 eingebettet. Da die Elektroden 1 die gleiche Anordnung aufweisen, wird des weiteren nur eine der Elektroden 1 beschrieben. Die Elektrode 1 wird dadurch gebildet, daß verschiedene Pasten, die aus leitendem Material, dem Typ des Fluids entsprechend, metallisiert werden. Ist eine Korrosionsfestigkeit für die Elektrode erforderlich, so findet eine Metallpulverpaste bestehend aus Platin, Gold oder ähnlichem, Verwendung. Wird nicht auf die Korrosionsfestigkeit Wert gelegt, so wird für elektronische Teile eine auf Mo-Mn basierende Paste, eine auf W basierende Paste, eine auf Ag-Pd basierende Paste, eine auf Ag-Pt basierende Paste, eine Ag-Paste oder ähnliches verwendet. Eine innere Endfläche weist in Richtung des Innenraums des Meßrohrs 4, um dabei eine Flüssigkeitkontaktoberfläche auszubilden, und eine äußere Endfläche ist an ein Ende eines Zuführungsdrahtes angelötet.A pair of excitation coils 5 (see Fig. 1b) are placed on the outer surface of a measuring tube 4 to vertically enclose the measuring tube 4 therebetween and to generate a magnetic field that is perpendicular to a direction of flow of a conductive fluid 6 passing through it the measuring tube 4 is to be measured, is aligned. A few electrode insertion holes 3 are arranged in the central portions of the surrounding wall of the measuring tube 4 in a direction perpendicular to both the flow direction of the fluid to be measured 6 and a direction of the magnetic field generated by the excitation coils opposite. Electrodes 1 are embedded in the electrode insertion holes 3 . Since the electrodes 1 have the same arrangement, only one of the electrodes 1 is described further. The electrode 1 is formed by metallizing various pastes made of conductive material, depending on the type of fluid. If corrosion resistance is required for the electrode, a metal powder paste consisting of platinum, gold or the like is used. If the corrosion resistance is not important, a Mo-Mn-based paste, a W-based paste, an Ag-Pd-based paste, an Ag-Pt-based paste, an Ag paste or the like is used for electronic parts . An inner end surface faces toward the inside of the measuring tube 4 to thereby form a liquid contact surface, and an outer end surface is soldered to one end of a lead wire.

Ein Verfahren zur Herstellung der obigen Elektrodenstruk­ tur wird des weiteren beschrieben. Zunächst wird ein zylindrisch geformter Körper aus einem keramischen Material wie beispielsweise Al2O3 gebildet. Der geformte Körper, der durch Sintern zum Meßrohr 4 wird, kann einfach geformt werden, indem ein pulverförmiges, nicht gesintertes keramisches Material nach einer herkömmlichen Methode eingepreßt oder isotaktisch gedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Elektrodeneinführungslöcher 3 unter Berücksichtigung der Kontrahierung, die während des folgenden Sintervorganges von statten geht, ausgebildet. Die Elektrodeneinführungslöcher können jedoch durch Schleifen nach dem Sintern geformt werden. Der wie zuvor beschrieben geformte Körper wird bei einer vorbestimmten Temperatur (von etwa 1800°C im Fall von Al2O3) gesintert, um das Meßrohr 4 zu erhalten.A method of manufacturing the above electrode structure is further described. First, a cylindrically shaped body is formed from a ceramic material such as Al 2 O 3 . The molded body, which becomes the measuring tube 4 by sintering, can be easily molded by pressing or isotactically pressing a powdery, non-sintered ceramic material by a conventional method. At this time, the electrode insertion holes 3 are formed in consideration of the contraction that takes place during the subsequent sintering process. However, the electrode insertion holes can be formed by grinding after sintering. The body shaped as described above is sintered at a predetermined temperature (of about 1800 ° C in the case of Al 2 O 3 ) to obtain the measuring tube 4 .

Ist der Sintervorgang des Meßrohrs 4 beendet, so werden die Elektrodeneinführungslöcher 3 der maschinel­ len Bearbeitung unterworfen, um gewünschte Lochdurchmesser und Oberflächenrauheiten zu erhalten. Eine Paste wird in die Elektrodeneinführungslöcher 3 des Meßrohrs 4 eingefüllt. In diesem Zustand wird das Meßrohr 4 eine vorbestimmte Zeitspanne lang bei einer vorbestimmten Temperatur beheizt (bei etwa 1000°-1200°C: 10 bis 30 Minuten lang, wenn die Paste eine Platinpaste ist). Demzufolge ist die Paste in den Elektrodeneinführungslö­ chern 3 gesintert, um die Elektroden 1 zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt sind organische Komponenten in der Paste verdampft oder verbrannt. Ist das Ergebnis eines Verfahrenszyklusses nicht zufrieden­ stellend (beispielsweise, wenn durch thermische Kontrakti­ on ein mit einer Ausnehmung versehener Abschnitt produ­ ziert wird), so kann eine Paste des selben Typs von neuem eingefüllt und metallisiert werden.When the sintering process of the measuring tube 4 has ended, the electrode insertion holes 3 are subjected to the machining in order to obtain the desired hole diameter and surface roughness. A paste is filled into the electrode insertion holes 3 of the measuring tube 4 . In this state, the measuring tube 4 is heated at a predetermined temperature for a predetermined period of time (at about 1000 ° -1200 ° C.: for 10 to 30 minutes if the paste is a platinum paste). As a result, the paste is sintered in the electrode insertion holes 3 to form the electrodes 1 . At this point, organic components in the paste have evaporated or burned. If the result of a process cycle is unsatisfactory (for example if a section provided with a recess is produced by thermal contracting), a paste of the same type can be filled in again and metallized.

Nach Bildung der Elektroden 1 wird ein Ende des Zuführungsdrahtes mit dem äußeren Ende der Elektrode 1 und die Anregungsspulen, wie in Fig. 1b gezeigt, auf der äußeren Oberfläche des Meßrohres 4 montiert, um dabei das Meßrohr 4 fertigzustellen. After formation of the electrodes 1 , one end of the lead wire with the outer end of the electrode 1 and the excitation coils, as shown in Fig. 1b, are mounted on the outer surface of the measuring tube 4 , thereby completing the measuring tube 4 .

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 30 ein keramisches Meßrohr aus beispielswei­ se Al2O3 oder ZrO2. Ein Paar Anregungsspulen (siehe Fig. 1a) sind auf der äußeren Oberfläche des Meßrohrs 30 montiert, um vertikal das Meßrohr 30 dazwischenliegend zu umschließen und ein magnetisches Feld zu erzeugen, das in einer Richtung senkrecht zu einer Flußrichtung eines zu messenden leitenden Fluids 31 ausgerichtet ist. Ein Paar Elektroden 32A und 32B sind in die zentralen Abschnitte der das Meßrohr 30 umgebenden Wandung eingesetzt, wobei sie sich gegenüberliegend derart angeordnet sind, daß sie sowohl senkrecht zur Flußrichtung des zu messenden Fluids 31 und zu der Richtung des durch die Anregungsspulen erzeugten magnetischen Feldes senkrecht stehen, und dabei kann eine elektromotorische Kraft, die in dem zu messenden Fluid 31 erzeugt wird, extrahiert werden. Fig. 2 shows an embodiment of the present invention. Referring to Fig. 2, reference numeral 30 denotes a ceramic measuring tube of beispielswei se Al 2 O 3 or ZrO 2. A pair of excitation coils (see Fig. 1a) are mounted on the outer surface of the measuring tube 30 to vertically enclose the measuring tube 30 therebetween and generate a magnetic field oriented in a direction perpendicular to a flow direction of a conductive fluid 31 to be measured . A pair of electrodes 32 A and 32 B are inserted into the central portions of the wall surrounding the measuring tube 30 , being arranged opposite each other so that they are both perpendicular to the direction of flow of the fluid 31 to be measured and to the direction of the magnetic generated by the excitation coils Field stand perpendicular, and thereby an electromotive force generated in the fluid 31 to be measured can be extracted.

Da die Elektroden 32A und 32B den gleichen Aufbau haben, wird des weiteren nur die Elektrode 32A beschrieben. Die Elektrode 32A besteht aus einem stabähnlichen Elektroden­ kern 32a, der aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Al2O3 oder ZrO2 ähnlich dem Meßrohr 30 hergestellt ist, und wird in das Elektrodeneinführungsloch 33A eingesetzt, und besteht aus einer Metallschicht 32b, die auf der Umfangsoberfläche und der inneren Endfläche des Elektrodenkerns 32a durch Sintern ausgebildet ist, um das Elektrodeneinführungsloch 33A abzuschließen. Die innere Endfläche des Elektrodenkerns 32a weist in Richtung des Innenraums des Meßrohrs 30, um eine Flüssigkeitskon­ taktoberfläche zu bilden, und ihr äußeres Ende ist mit einem Ende eines Zuführungsdrahtes 34A durch einen Aufsatz 35A verbunden.Since the electrodes 32 A and 32 B have the same structure, only the electrode 32 A is further described. The electrode 32 A consists of a rod-like electrode core 32 a, which is made of a ceramic material such as Al 2 O 3 or ZrO 2 similar to the measuring tube 30 , and is inserted into the electrode insertion hole 33 A, and consists of a metal layer 32 b, which is formed on the peripheral surface and the inner end surface of the electrode core 32 a by sintering to complete the electrode insertion hole 33 A. The inner end face of the electrode core 32 a faces towards the interior of the measuring tube 30 to form a liquid contact surface, and its outer end is connected to one end of a lead wire 34 A by a cap 35 A.

Ein Verfahren zur Herstellung der zuvor beschriebenen Elektrodenstruktur wird im folgenden beschrieben. Zunächst wird das nicht gesinterte Meßrohr, beispielsweise der geformte Körper, durch ein keramisches Material, wie beispielsweise Al2O3 gebildet. Dieser geformte Körper kann einfach dadurch gebildet werden, indem ein pulverför­ miges, nicht gesintertes keramisches Material mittels konventioneller Methoden wie Einpreßdrucken oder Isotakti­ sches Drucken zusammengepreßt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Elektrodeneinführungslöcher 33A und 33B unter Berücksichtigung der Kontraktion ausgebildet, die durch den nachfolgenden Sintervorgang bewirkt wird. Die Elektrodeneinführungslöcher 33A und 33B können jedoch durch Schleifen nach dem Sintern geformt werden. Der wie zuvor in der Ausbildung beschriebene geformte Körper wird bei einer Sintertemperatur von etwa 1800°C zur Ausbildung des Meßrohres 30 gesintert. Nachdem der Verfahrensschritt des Sinterns des Meßrohres 30 vollendet ist, wird ein nicht gesinterter Elektrodenkern durch ein keramisches Material wie beispielsweise Al2O3 in der selben Weise wie das Meßrohr ausgebildet, und bei einer Sintertempera­ tur von etwa 1800°C zur Bildung des Elektrodenkerns 32a gesintert. Nach dem Sintern werden das Meßrohr 30 und der Elektrodenkern 32a wenn nötig, geschliffen, um die gewünschte Größe und Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen. Eine Metallpulverpaste wird dann auf die innere Oberfläche des Elektrodeneinführungsloches 33A (33B) des Meßrohres 30 und auf die Oberfläche des Elektrodenkerns 32a aufgetragen.A method for producing the electrode structure described above is described below. First, the non-sintered measuring tube, for example the shaped body, is formed by a ceramic material, such as Al 2 O 3 . This molded body can be formed simply by pressing a powdery, non-sintered ceramic material by conventional methods such as press-in or isotactic printing. At this time, the electrode insertion holes 33 A and 33 B are formed in consideration of the contraction caused by the subsequent sintering process. However, the electrode insertion holes 33 A and 33 B can be formed by grinding after sintering. The shaped body as described above in the training is sintered at a sintering temperature of approximately 1800 ° C. to form the measuring tube 30 . After the process step of sintering the measuring tube 30 is completed, a non-sintered electrode core is formed by a ceramic material such as Al 2 O 3 in the same way as the measuring tube, and at a sintering temperature of approximately 1800 ° C. to form the electrode core 32 a sintered. After sintering, the measuring tube 30 and the electrode core 32 a are ground if necessary to achieve the desired size and surface quality. A metal powder paste is then applied to the inner surface of the electrode insertion hole 33 A ( 33 B) of the measuring tube 30 and to the surface of the electrode core 32 a.

Ist das zu messende Fluidum 31 sauer oder alkalisch, und müssen demzufolge die Elektroden 32A und 32B eine Korrosionsfestigkeit aufweisen, so wird eine Metallpulver­ paste bestehend aus Platin, Gold oder ähnlichem, verwen­ det. Ist keine Korrosionsfestigkeit erforderlich, so werden für elektronische Teile eine auf Mo-Mn basierende Paste, eine auf W basierende Paste, eine auf Ag-Pd basierende Paste, eine auf Ag-Pt basierende Paste, eine Ag-Paste oder ähnliches verwendet. Der mit Platinpaste überzogene Elektrodenkern 32a wird in das Elektrodenein­ führungsloch 33A (33B) des gesinterten keramischen Meßrohres 30 eingesetzt. In diesem Zustand wird das Meßrohr 30 wieder mit einer Temperatur von etwa 1100°C eine vorbestimmte Zeitspanne lang geheizt (metallisiert). Die Paste wird zu einer dünnen Metallschicht 32b, da ihre organischen Komponenten verdampft oder verbrannt werden. Durch diese Metallschicht 32b wird der Elektrodenkern 32a in dem Elektrodeneinführungsloch 33A (33B) gesintert, und das Einführungsloch 33A (33B) wird abgeschlossen.If the fluid 31 to be measured is acidic or alkaline, and consequently the electrodes 32 A and 32 B must have a corrosion resistance, a metal powder paste consisting of platinum, gold or the like is used. If no corrosion resistance is required, a paste based on Mo-Mn, a paste based on W, a paste based on Ag-Pd, a paste based on Ag-Pt, an Ag paste or the like are used for electronic parts. The coated with platinum paste electrode core 32 a is inserted into the guide hole 33 A ( 33 B) of the sintered ceramic measuring tube 30 . In this state, the measuring tube 30 is again heated (metallized) at a temperature of approximately 1100 ° C. for a predetermined period of time. The paste becomes a thin metal layer 32 b because its organic components are evaporated or burned. Through this metal layer 32 b, the electrode core 32 a is sintered in the electrode insertion hole 33 A ( 33 B), and the insertion hole 33 A ( 33 B) is completed.

Danach werden Aufsätze 35A und 35B, die aus einem Metall oder einem Metall sowie einem isolierenden Material bestehen, auf den äußeren Enden der Elektroden 32A und 32B montiert, und die Anregungsspulen werden auf den äußeren Oberflächen des Meßrohrs 30 montiert, um dabei das Meßrohr 30 zu vervollständigen.Thereafter, attachments 35 A and 35 B, which are made of a metal or a metal and an insulating material, are mounted on the outer ends of the electrodes 32 A and 32 B, and the excitation coils are mounted on the outer surfaces of the measuring tube 30 to thereby to complete the measuring tube 30 .

Gemäß des obigen Elektrodenherstellungsverfahrens werden das Meßrohr 30 und der Elektrodenkern 32a unabhängig voneinander gesintert, der Elektrodenkern 32a und das Elektrodeneinführungsloch 33A (33B) mit Paste überzogen, und dann der Kern 32a durch Sintern in das Elektrodenein­ führungsloch 33A (33B) eingesetzt und fixiert. Daher können das Meßrohr 30 und der Elektrodenkern 32a nach dem Sintern der maschinellen Bearbeitung wie gewöhnliche Metalle unterworfen werden. Im speziellen können die Elektrodeneinführungslöcher 33A und 33B eine die Abmessung betreffende Präzision und Oberflächenrauhigkeit durch gewöhnliche Metallverarbeitung erhalten, und dabei wird das Problem der Variationen gelöst, die von Massenunter­ schieden oder verschiedenen Herstellungszeiten herrühren. Zusätzlich dazu werden die inneren Oberflächen der Elektrodeneinführungslöcher 33A und 33B nicht beschädigt, wenn der Elektrodenkern 32a darin eingesetzt wird. Da das Sintern bzw. Fixieren des Elektrodenkerns 32a und das Abschließen des Elektrodeneinführungsloches 33A (33B) zuverlässig mit Hilfe der Metallschicht 32b durchgeführt werden kann, ist daher ein Ausströmen des zu messenden Fluidums 31 vermeidbar. Da außerdem der Sinterprozeß zuvor ausgeführt wird, ist der Kontraktionsgrad beim Sintern des Elektrodenkerns 32a gering und es wird lediglich eine verglichen mit den konventionellen Herstellungsmethoden, bei denen das Meßrohr und die Elektroden integral gesintert werden, geringere Deformati­ on bei den Elektroden bewirkt.According to the above electrode manufacturing method, the measuring tube 30 and the electrode core 32 are a independently sintered, the electrode core 32 a and 33 A (33 B) covered the electrode insertion hole with paste, and then the core 32 a by sintering in the Elektrodenein guide hole 33 A (33 B) used and fixed. Therefore, the measuring tube 30 and the electrode core 32 a after sintering can be subjected to machining like ordinary metals. Specifically, the electrode insertion holes 33 A and 33 B can obtain dimensional accuracy and surface roughness through ordinary metal processing, and thereby solve the problem of variations due to mass differences or different manufacturing times. In addition, the inner surfaces of the electrode insertion holes 33 A and 33 B are not damaged when the electrode core 32 a is inserted therein. Since the sintering or fixing of the electrode core 32 a and the closing of the electrode insertion hole 33 A ( 33 B) can be carried out reliably with the aid of the metal layer 32 b, an outflow of the fluid 31 to be measured can therefore be avoided. In addition, since the sintering process is carried out beforehand, the degree of contraction when sintering the electrode core 32 a is low and only a lower deformation is caused in the electrodes compared to the conventional production methods in which the measuring tube and the electrodes are integrally sintered.

Dadurch können Risse oder Beschädigungen des Meßrohrs 30 reduziert oder vermieden werden. Des weiteren können die integral mit dem Meßrohr gesinterten Elektroden nicht ersetzt werden, selbst dann nicht, wenn sie beispielsweise aufgrund des Abriebs ersetzt werden sollten. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung jedoch kann durch das Erhitzen und Schmelzen der Metallschicht 32b der Elektrodenkern 32a ersetzt werden, um wirkungsvoll das Meßrohr 30 zu gebrauchen.Cracks or damage to the measuring tube 30 can thereby be reduced or avoided. Furthermore, the electrodes integrally sintered with the measuring tube cannot be replaced, even if they should be replaced due to abrasion, for example. According to the method of the present invention, however, by heating and melting the metal layer 32 b, the electrode core 32 a can be replaced to effectively use the measuring tube 30 .

Die Fig. 3a bis 3d zeigen Modifikationen, bei denen der äußere Durchmesser zur Einstellung des Elektrodenkerns 32a teilweise abgeändert ist. In den Fig. 3a und 3d ist der Durchmesser des äußeren Endabschnittes vergrößert, um einen außen liegenden Kernansatz zu bilden. In den Fig. 3b und 3c ist der Durchmesser des inneren Endabschnittes vergrößert, um einen innen liegenden Kernansatz zu bilden. In den Fig. 3a und 3b ist der Durchmesser des Elektrodeneinführungsloches 33A (33B) über die gesamte Länge gleich. In den Fig. 3c und. 3d sind die Sitze 37 und 38 jeweils an den inneren und äußeren Öffnungsendabschnitten des Elektrodeneinführungs­ loches 33A (33B) ausgebildet, so daß der Elektrodenkern­ abschnitt 32A großen Durchmessers in den Sitzen 37 oder 38 sitzt. Wie in den Fig. 3b oder 3c gezeigt, hat der innen liegende Elektrodenkernansatz 32a eine große Flüssigkeitskontaktoberfläche und ist aus diesem Grunde vorteilhaft bei der Messung eines Fluidums geringer Leitfähigkeit. FIGS. 3a to 3d show modifications in which the outer diameter is a partially modified to adjust the electrode core 32. In FIGS. 3a and 3d is the diameter of the outer end portion is increased, to form an outer core approach. In Figs. 3b and 3c, the diameter of the inner end portion is increased, to form an inner core approach. In FIGS. 3a and 3b, the diameter of the electrode insertion hole 33 A (33 B) over the entire length of the same. In Figs. 3c and. 3d, the seats 37 and 38 are formed on the inner and outer opening end portions of the electrode insertion hole 33 A ( 33 B), respectively, so that the electrode core portion 32 A has a large diameter in the seats 37 or 38 . As shown in Fig. 3b or 3c, the inner electrode core extension 32 a has a large liquid contact surface and is therefore advantageous when measuring a fluid with low conductivity.

Fig. 4 zeigt einen Elektrodenkern aus Platin (oder einer Platinlegierung), der mittels einer Platinpulverpaste (oder einer Platinlegierungpulverpaste) gesintert bzw. fixiert ist. Da der Elektrodenkern 32a ursprünglich aus leitendem Material gefertigt ist, muß in diesem Fall die Platinpuderpaste (oder die Platinlegierungpuderpaste) nur auf die Umfangsfläche aufgetragen werden, aber nicht auf die Berührungsfläche mit der Flüssigkeit. Zusätzlich, wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, wird der Sintervorgang für den Elektrodenkern 32A vorgenommen, nachdem das keramische Meßrohr 30 gesintert wurde. Ist Korrosionsfestigkeit erforderlich, so hat die Platinpaste (oder die Platinlegierungpulverpaste) vorzugsweise einen höheren Gehalt an Pt (Gewichtsverhältnis von 85% oder mehr). Falls keine Korrosionsfestigkeit erforderlich ist, so kann der Gehalt an Pt geringer sein. FIG. 4 shows an electrode core made of platinum (or a platinum alloy) which is sintered or fixed by means of a platinum powder paste (or a platinum alloy powder paste). Since the electrode core 32 is made originally from a conductive material, the platinum powder paste (or the platinum alloy powder paste) needs to be applied only to the peripheral surface in this case, but not on the contact surface with the liquid. In addition, as in the embodiment shown in FIG. 2, the sintering process for the electrode core 32 A is carried out after the ceramic measuring tube 30 has been sintered. If corrosion resistance is required, the platinum paste (or platinum alloy powder paste) preferably has a higher Pt content (weight ratio of 85% or more). If no corrosion resistance is required, the Pt content may be lower.

Die Fig. 5a bis 5e zeigen einen metallischen Elektro­ denkern 32A unterschiedlicher Formen. In Fig. 5a ist der Elektrodenkern 32a ein zylindrisches Teil mit einem Boden, wobei das äußere Ende geöffnet ist. In Fig. 5b ist der Elektrodenkern 32a als scheibenähnliches Teil ausgebildet, um die Flüssigkeitsberührungsfläche zu vergrößern und einen Fluiddruck aufzunehmen, und weist gleichzeitig einen stabähnlichen leitenden Abschnitt 32c auf, der integral mit dem Elektrodenkern 32a ausgebildet und aus der äußeren Fläche des Meßrohrs 30 herausragt. In Fig. 5c ist ein konisches Loch 39 in einem äußeren Öffnungsendabschnitt eines Elektrodeneinführungslöches 33A (33B) ausgebildet, um eine Druckhaltung zur erzielen, und das konische Loch 39 ist mit einer Metallschicht 32b bedeckt. In diesem Fall wird das Metall beim konischen Abschnitt eingefüllt, nachdem das Metallteil in das Einführungsloch eingesetzt wurde. In Fig. 5d ist der Durchmesser des äußeren Endes des Elektrodenkerns 32a so viel mehr als der des Einführungsloches vergrößert, um den Elektrodenkern 32a, wie in Fig. 3a einzustellen. In Fig. 5e ist das Elektrodeneinführungsloch 33A (33B) konisch, und ein Einführungsendabschnitt des Elektroden­ kerns 32a ist als Konus ausgebildet. Zusätzlich zu den oben genannten Modifikationen sind verschiedenste andere Modifikationen für die Gestalt des Elektrodenkerns 32a möglich. FIGS. 5a to 5e show a metallic electric thinkers 32 A of different shapes. In Fig. 5a, the electrode core 32 a is a cylindrical part with a bottom, the outer end being open. In Fig. 5b, the electrode core 32 a is formed as a disk-like part to increase the liquid contact area and absorb fluid pressure, and at the same time has a rod-like conductive portion 32 c, which is formed integrally with the electrode core 32 a and from the outer surface of the measuring tube 30 protrudes. In Fig. 5c, a conical hole 39 is formed in an outer opening end portion of an electrode insertion hole 33 A ( 33 B) to maintain pressure, and the conical hole 39 is covered with a metal layer 32 b. In this case, the metal is filled in at the tapered portion after the metal part is inserted into the insertion hole. In Fig. 5d, the diameter of the outer end of the electrode core 32 is a so much more than the larger of the insertion hole to the electrode core 32 a, as shown in Fig. 3a set. In Fig. 5e, the electrode insertion hole 33 A ( 33 B) is conical, and an insertion end portion of the electrode core 32 a is formed as a cone. In addition to the above modifications, various other modifications for the shape of the electrode core 32 a are possible.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen elektromagnetischen Durchfluß­ messer gemäß der vorliegenden Erfindung, ist der zylin­ drisch geformte Körper durch ein nicht gesintertes keramisches Material ausgebildet und wird gesintert, um das keramische Meßrohr zu bilden. Danach wird Paste auf die Elektrodeneinführungslöcher, die in der Umfangs­ fläche des Meßrohres ausgebildet sind und auf die Umfangsfläche der Elektrodenkerne aufgetragen. Die Elektrodenkerne werden in die Elektrodeneinführungslöcher eingesetzt und durch Metallisierung der Paste darin gesintert/fixiert. Dadurch kann die Fixierung der Elektroden und das Abschließen der Elektrodeneinführungs­ löcher zuverlässig unter Vermeidung eines Ausströmens des zu messenden Fluidums durchgeführt werden. Zusätzlich wird der Grad an Auswahlfreiheit für die Art des Elektro­ denmaterials vergrößert, da die Elektroden gesintert werden, nachdem das Meßrohr gesintert wurde. Da lediglich das Meßrohr alleine gesintert wird, ist ebenfalls eine Deformation, die beim Sintern an den Elektroden auftritt, und demzufolge eine Deformation während des Elektrodensin­ terns reduziert, um Risse oder Beschädigungen des Meßrohrs zu vermeiden. Des weiteren kann eine Vorbearbeitung stattfinden, wenn eine die Abmessungen betreffende Variation die von den Massenunterschieden oder von verschiedenen Herstellungszeiten herrührt, auftritt. Daher kann das Elektrodeneinführungsloch mit den gewünsch­ ten maßlichen Genauigkeiten und Oberflächenbeschaffenhei­ ten ausgebildet werden, wobei das Produktionsergebnis verbessert wird. Als Resultat kann eine hochempfindliche Elektrode bei geringen Kosten leicht hergestellt werden.According to the manufacturing process described above an electrode for an electromagnetic flow knife according to the present invention is the cylin drically shaped body by a non-sintered one ceramic material is formed and is sintered to to form the ceramic measuring tube. Then paste on the electrode insertion holes that are in the circumference surface of the measuring tube are formed and on the Circumferential surface of the electrode cores applied. The Electrode cores are inserted into the electrode insertion holes used and by metallizing the paste in it sintered / fixed. This can fix the Electrodes and completing the lead insertion holes reliably while avoiding leakage of the fluid to be measured are carried out. In addition becomes the degree of freedom of choice for the type of electrical denmaterials enlarged because the electrodes are sintered after the measuring tube has been sintered. Because only the measuring tube is sintered alone is also one Deformation that occurs on the electrodes during sintering and consequently deformation during the electrode terns reduced to cracks or damage to the measuring tube to avoid. Furthermore, pre-processing can take place if one related to the dimensions Variation that of the mass differences or of different manufacturing times, occurs. Therefore, the electrode insertion hole can be made with the desired ones dimensional accuracy and surface quality ten are trained, the production result is improved. As a result, a highly sensitive Electrode can be easily manufactured at low cost.

Claims (28)

1. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Durchflußmessers, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) Einsetzen von Elektroden (32A, 32B) in Einführungslöcher (33A, 33B) eines aus einem Keramikmaterial hergestellten Meßrohres (30), wobei
    • 1. die Elektroden (32A, 32B) jeweils einen Elektrodenkern (32a) aufweisen und
    • 2. die Einführungslöcher (33A, 338) von außen nach innen durch eine Wandung des Meßrohres (30) verlaufen;
  • b) Beheizen des Meßrohres (30), so daß eine metallische Schicht bzw. Paste (32B) zwischen jeweiligem Elektrodenkern (32a) und innerer Oberfläche eines Einführungsloches (33A, 33B) metallisiert und der Elektrodenkern (32a) im Einführungsloch (33A, 33B) fixiert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Meßrohr (34) vor dem Einsetzen der Elektroden (32A, 32B) in die Einführungslöcher (33A, 33B) vollständig gesintert wird.
1. A method of manufacturing an electromagnetic flow meter comprising the following steps:
  • a) inserting electrodes ( 32 A, 32 B) into insertion holes ( 33 A, 33 B) of a measuring tube ( 30 ) made of a ceramic material, wherein
    • 1. the electrodes ( 32 A, 32 B) each have an electrode core ( 32 a) and
    • 2. the insertion holes ( 33 A, 338 ) run from the outside inwards through a wall of the measuring tube ( 30 );
  • b) heating the measuring tube ( 30 ) so that a metallic layer or paste ( 32 B) between the respective electrode core ( 32 a) and the inner surface of an insertion hole ( 33 A, 33 B) metallized and the electrode core ( 32 a) in the insertion hole ( 33 A, 33 B) is fixed,
characterized in that
  • a) the measuring tube ( 34 ) is completely sintered before inserting the electrodes ( 32 A, 32 B) into the insertion holes ( 33 A, 33 B).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (32A, 32B) einen konischen inneren Endabschnitt aufweist.2. The method according to claim 1, characterized in that each electrode ( 32 A, 32 B) has a conical inner end portion. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (3A, 32B) einen scheibenartigen inneren Endabschnitt aufweist.3. The method according to claim 1, characterized in that each electrode ( 3 A, 32 B) has a disc-like inner end portion. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschick (32b) durch Ersetzen des Elektrodenkerns bzw. Stabteiles (32a, 32c) in das Einführungsloch (33A, 33B) ausgebildet ist, nachdem die Umfangsoberfläche des Stabteils (32a, 32c) von einer metallischen Paste überzogen wurde.4. The method according to claim 1, characterized in that the metal chic ( 32 b) by replacing the electrode core or rod part ( 32 a, 32 c) in the insertion hole ( 33 A, 33 B) is formed after the peripheral surface of the rod part ( 32 a, 32 c) was coated with a metallic paste. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Aufsatz (35A), der mit der Metallschicht (32b) verbunden ist, auf dem äußeren Ende des Stabteils (32a, 32c) montiert ist.5. The method according to claim 1, characterized in that a metallic attachment ( 35 A), which is connected to the metal layer ( 32 b), is mounted on the outer end of the rod part ( 32 a, 32 c). 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Endabschnitt des Stabteils (32a, 32c) einen großen Durchmesser aufweist.6. The method according to claim 1, characterized in that an outer end portion of the rod part ( 32 a, 32 c) has a large diameter. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz (38) in einem äußeren Öffnungsendab­ schnitt jedes der Einführungslöcher (33A, 33B) ausgebildet ist, und der Abschnitt großen Durchmes­ sers des Stabteils (32a, 32c) in den Sitz (38) mit Fels der Metallschicht (32b) paßt. 7. The method according to claim 6, characterized in that a seat ( 38 ) in an outer opening end section of each of the insertion holes ( 33 A, 33 B) is formed, and the large diameter portion of the rod part ( 32 a, 32 c) in the seat ( 38 ) with rock of the metal layer ( 32 b) fits. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Endabschnitt des Stabteils (32a, 32c) einen großen Durchmesser aufweist.8. The method according to claim 1, characterized in that an inner end portion of the rod part ( 32 a, 32 c) has a large diameter. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz (37) in einem inneren Öffnungsendab­ schnitt jedes der Einführungslöcher (33A, 33B) ausgebildet ist, und der Abschnitt großen Durchmes­ sers des Stabteiles (32a, 32c) in den Sitz (37) mittels der Metallschicht (32b) paßt.9. The method according to claim 8, characterized in that a seat ( 37 ) in an inner opening end section of each of the insertion holes ( 33 A, 33 B) is formed, and the large diameter portion of the rod part ( 32 a, 32 c) in the seat ( 37 ) by means of the metal layer ( 32 b) fits. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (32b) durch Einsetzen des Stabteils (32a, 32c) in das Einführungsloch (33A, 33B) geformt ist, nachdem auf der äußeren Umfangs­ fläche und der inneren Endfläche des Stabteils (32a, 32c) eine metallische Paste aufgetragen wurde.10. The method according to claim 1, characterized in that the metal layer ( 32 b) by inserting the rod part ( 32 a, 32 c) in the insertion hole ( 33 A, 33 B) is formed after on the outer peripheral surface and the inner End surface of the rod part ( 32 a, 32 c) a metallic paste was applied. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil (32a, 32c) ein zylindrisches Teil mit einem Boden und einem offenen äußeren Ende umfaßt.11. The method according to claim 1, characterized in that the rod part ( 32 a, 32 c) comprises a cylindrical part with a bottom and an open outer end. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Endabschnitt des Einführungsloches (33A, 33B) konisch ausgebildet, und mit einem Metallteil gefüllt ist, nachdem das mit der Metallschicht (32b) überzogene Stabteil (32a, 32c) in das Einführungsloch (33A, 33B) eingesetzt ist.12. The method according to claim 1, characterized in that an outer end portion of the insertion hole ( 33 A, 33 B) is conical, and is filled with a metal part after the with the metal layer ( 32 b) coated rod part ( 32 a, 32 c ) is inserted into the insertion hole ( 33 A, 33 B). 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt großen Durchmessers zur Positio­ nierung in Bezug auf das Einführungsloch (33A, 33B) am äußeren Ende des Stabteils (32a, 32c) ausgebildet ist.13. The method according to claim 1, characterized in that a portion of large diameter for positioning in relation to the insertion hole ( 33 A, 33 B) at the outer end of the rod part ( 32 a, 32 c) is formed. 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch (33A, 33B) und das entfern­ tere Ende des Stabteils (32a, 32c) konisch sind.14. The method according to claim 1, characterized in that the insertion hole ( 33 A, 33 B) and the dist tere end of the rod part ( 32 a, 32 c) are conical. 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil (32a, 32c) keramisches Material aufweist.15. The method according to claim 1, characterized in that the rod part ( 32 a, 32 c) has ceramic material. 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil (32a, 32c) ein Metallteil hat. 16. The method according to claim 1, characterized in that the rod part ( 32 a, 32 c) has a metal part. 17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Einführungslöcher so ausgebildet ist, daß es ausreichend größer als die Ausmessung der Elektrode ist, und daß nach dem Einsetzen des Elektrodenkernes in das Einführungsloch ein Lötelement mit geringem Schmelzpunkt darin eingefüllt wird.17. The method according to claim 1, characterized in that each of the insertion holes is designed so that it is sufficiently larger than the measurement of the electrode and that after inserting the electrode core into the insertion hole Soldering element with a low melting point is filled in. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem äußeren Öffnungsendabschnitt des Einführungsloches ausgebildet ist, und daß ein Abschnitt großen Durchmessers des Elektroden­ kerns bzw. Stabteiles in den Sitz mittels der Metall­ schicht paßt. 18. The method according to claim 17, characterized in that that a seat in an outer opening end portion the insertion hole is formed, and that a large diameter portion of the electrodes core or rod part in the seat by means of the metal layer fits.   19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem inneren Öffnungsendabschnitt des Einführungsloches, ausgebildet ist, und daß ein Abschnitt großen Durchmessers des Stabteils in den Sitz mittels der Metall­ schicht paßt.19. The method according to claim 17, characterized in that a seat in an inner opening end portion the insertion hole is formed and that a large diameter section of the Rod part in the seat by means of the metal layer fits. 20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch und das entfernte Ende des Stabteils konisch sind.20. The method according to claim 17, characterized in that that the insertion hole and the removed End of the rod part are conical. 21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode neben dem Elektrodenkern aus Metall und ein Lötelement mit einem geringeren Schmelzpunkt als der des Metallteils umfaßt, und daß nachdem eine Schicht aus dem Metall auf der inneren Fläche jedes der Einführungslöcher ausgebildet ist, das Lötelement welches den geringeren Schmelzpunkt als der der Metallschicht hat, darin eingefüllt wird.21. The method according to claim 1, characterized in that that each electrode next to the metal electrode core and a solder element with a smaller one Melting point than that of the metal part, and that after a layer of metal on the inner surface of each of the insertion holes is formed, the soldering element which has the lower melting point than that of Has metal layer is filled in. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Metallpaste besteht.22. The method according to claim 21, characterized in that the metal layer consists of metal paste. 23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht einen Flansch an einem inneren Endbereich des Einführungsloches aufweist.23. The method according to claim 21, characterized in that that the metal layer on a flange an inner end portion of the insertion hole having. 24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch an einem seiner inneren Endabschnitte konisch ist.24. The method according to claim 21, characterized in that the insertion hole on one of its inner end portions is conical. 25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem inneren Öffnungsendabschnitt des Einführungsloches ausgebildet ist. 25. The method according to claim 21, characterized in that a seat in an inner opening end portion of the insertion hole is formed.   26. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem äußeren Endabschnitt des Einführungsloches ausgebildet ist.26. The method according to claim 21, characterized in that a seat in an outer end portion of the Insertion hole is formed. 27. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch von außen nach innen konisch verläuft. 27. The method according to claim 21, characterized in that that the insertion hole from the outside to tapered inside.   28. Elektromagnetischer Durchflußmesser, mit einem aus Keramikmaterial hergestellten, gesinterten Meßrohr (30), dessen Wandung von Einführungslöchern (33A, 33B) durchsetzt ist, in die mit einem Elektrodenkern (32a) versehene Elektroden (32A, 32B) eingesetzt sind, wobei die Innenoberfläche der Einführungslöcher (33A, 33B) metallisiert und durch eine Metallschicht mit dem Elektrodenkern (32a) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (30) vor dem Einsetzen der Elektroden (32A, 32B) in die Einführungslöcher (33A, 33B) vollständig gesintert ist.28. Electromagnetic flow meter, with a sintered measuring tube ( 30 ) made of ceramic material, the wall of which is penetrated by insertion holes ( 33 A, 33 B), into the electrodes ( 32 A, 32 B) provided with an electrode core ( 32 a) are, the inner surface of the insertion holes ( 33 A, 33 B) being metallized and connected to the electrode core ( 32 a) by a metal layer, characterized in that the measuring tube ( 30 ) before the electrodes ( 32 A, 32 B) are inserted is completely sintered in the insertion holes ( 33 A, 33 B).
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