JP2008111758A - 容量式電磁流量計 - Google Patents
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Abstract
【課題】信号電極の電極面積を減少させることなく、信号電極と樹脂ライニングとの密着力を増す。
【解決手段】信号電極4の表面に下地処理として表面処理を施す。例えば、信号電極の表面の酸化膜を除去させ粗面化した面を、表面処理面4bとする。表面処理面4bにフッ素樹脂のコーティング4cを施し、ライニング成形を行ったり、ライニング材と熱溶着したりして、樹脂ライニング3中に信号電極4を設ける。信号電極4の表面は酸化膜が除去され、粗面化されているので、フッ素樹脂のコーティング4cの密着力が増す。フッ素樹脂のコーティング4cは、樹脂ライニング3と溶融し合い、樹脂ライニング3と強固に密着する。これにより、信号電極4と樹脂ライニング3との接着性が高まり、信号電極4に孔を開けなくても、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力を増すことができる。なお、信号電極4の表面に下地処理としてプライマ膜を形成するようにしてもよい。
【選択図】 図2
【解決手段】信号電極4の表面に下地処理として表面処理を施す。例えば、信号電極の表面の酸化膜を除去させ粗面化した面を、表面処理面4bとする。表面処理面4bにフッ素樹脂のコーティング4cを施し、ライニング成形を行ったり、ライニング材と熱溶着したりして、樹脂ライニング3中に信号電極4を設ける。信号電極4の表面は酸化膜が除去され、粗面化されているので、フッ素樹脂のコーティング4cの密着力が増す。フッ素樹脂のコーティング4cは、樹脂ライニング3と溶融し合い、樹脂ライニング3と強固に密着する。これにより、信号電極4と樹脂ライニング3との接着性が高まり、信号電極4に孔を開けなくても、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力を増すことができる。なお、信号電極4の表面に下地処理としてプライマ膜を形成するようにしてもよい。
【選択図】 図2
Description
この発明は、測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極を備えた容量式電磁流量計に関するものである。
従来より、この種の容量式電磁流量計は、測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、測定管に設けられこの測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極とを有し、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出すようにしている。なお、通常、信号電極に対してはその信号電極をシールドするガード電極が設けられ、信号電極およびガード電極は対として、励磁コイルが作る磁界と直交する方向に設けられる。
〔従来例1〕
図4(a)に容量式電磁流量計の従来例1の要部を示す(例えば、特許文献1参照)。同図において、1は測定管であり、非磁性パイプ(例えば、ステンレス製のパイプ)2の内側に絶縁性の樹脂ライニング3が施されている。4は信号電極、5は信号電極4をシールドするガード電極である。信号電極4およびガード電極5は、樹脂ライニング3中に設けられている。図4(b)に図4(a)におけるI−I線断面図を示す。
図4(a)に容量式電磁流量計の従来例1の要部を示す(例えば、特許文献1参照)。同図において、1は測定管であり、非磁性パイプ(例えば、ステンレス製のパイプ)2の内側に絶縁性の樹脂ライニング3が施されている。4は信号電極、5は信号電極4をシールドするガード電極である。信号電極4およびガード電極5は、樹脂ライニング3中に設けられている。図4(b)に図4(a)におけるI−I線断面図を示す。
なお、図4には示されていないが、測定管1内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルが設けられており、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に、対向して2つの信号電極4およびガード電極5が設けられている。
〔従来例2〕
図4に示した従来例1の構造において、樹脂ライニング3としては、一般にフッ素樹脂が用いられる。フッ素樹脂は非粘着性を有しているため、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力が弱く、外力などの負荷や振動などにより、信号電極4が樹脂ライニング3から剥がれ易い。信号電極4が樹脂ライニング3から剥がれると、結合容量が変化し、測定の精度に影響を及ぼすことがある。そこで、特許文献2などでは、図5に示すように、信号電極4に多数の孔4aを設け、この孔4aを通して樹脂ライニング3を信号電極4の表裏間で結合させ、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力を増している。
図4に示した従来例1の構造において、樹脂ライニング3としては、一般にフッ素樹脂が用いられる。フッ素樹脂は非粘着性を有しているため、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力が弱く、外力などの負荷や振動などにより、信号電極4が樹脂ライニング3から剥がれ易い。信号電極4が樹脂ライニング3から剥がれると、結合容量が変化し、測定の精度に影響を及ぼすことがある。そこで、特許文献2などでは、図5に示すように、信号電極4に多数の孔4aを設け、この孔4aを通して樹脂ライニング3を信号電極4の表裏間で結合させ、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力を増している。
しかしながら、図5に示した従来例2の構造では、フッ素樹脂はほとんど金属と密着しないため、信号電極4に形成する孔4aの径を大きくする必要がある。孔4aの径を大きくすると、信号電極4の電極面積が減少して電極部の静電容量のインピーダンスが高くなり、信号が減衰してしまう。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、信号電極の電極面積を減少させることなく、信号電極と樹脂ライニングとの密着力を増すことができる容量式電磁流量計を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、非磁性パイプの内側に絶縁性の樹脂ライニングが施された測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、樹脂ライニング中に設けられ測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極とを備え、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出す容量式電磁流量計において、信号電極の表面に樹脂ライニングとの接着性を高める下地処理を施したものである。
本発明では、下地処理として、例えば、信号電極の表面の状態を樹脂ライニングとの接着性が高い状態にする処理(表面処理)を施す。例えば、表面処理として、信号電極表面を脱脂したり、信号電極の表面の酸化膜を除去したり、信号電極の表面に細かい凹凸を形成したりする。これにより、信号電極と樹脂ライニングとの接着性が高まり、信号電極の電極面積を減少することなく、信号電極と樹脂ライニングとの密着力を増すことができる。
本発明において、下地処理は、表面処理に限られるものではない。例えば、信号電極の表面に樹脂ライニングとの接着性を高める膜(以下、この膜をプライマ膜と呼ぶ)を形成してもよい。例えば、プライマ膜として、有機系又は無機系の接着成分と樹脂ライニングと同質または接着性のある成分で混合された膜を形成する(以下、プライマ膜を形成する処理をプライマ処理と呼ぶ)。このプライマ膜は、信号電極と樹脂ライニングとの間に位置し、接着剤の役割を果たす。これにより、信号電極と樹脂ライニングとの接着性が高まり、信号電極の電極面積を減少することなく、信号電極と樹脂ライニングとの密着力を増すことができる。
本発明において、下地処理が施された信号電極の表面には、樹脂によるコーティングを施すようにしてもよい。例えば、樹脂ライニングの材質をフッ素樹脂とした場合、下地処理が施された信号電極の表面にフッ素樹脂のコーティングを施す。この状態で、ライニング成形を行ったり、ライニング材と熱溶着したりすることによって、フッ素樹脂のコーティングとフッ素樹脂の樹脂ライニングとが溶融し合い、信号電極と樹脂ライニングとの密着力が増す。
本発明によれば、信号電極の表面に樹脂ライニングとの接着性を高める下地処理を施すようにしたので、下地処理として表面処理を行ったり、プライマ処理を行うなどして、信号電極と樹脂ライニングとの接着性を高め、信号電極の電極面積を減少させることなく、信号電極と樹脂ライニングとの密着力を増すことができる。これにより、信号電極が樹脂ライニングから剥がれ難くなり、結合容量が安定し、測定精度も安定する。また、電極部の静電容量のインピーダンスが高くなることがなく、信号が減衰してしまうということもなくなる。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1(a)はこの発明に係る容量式電磁流量計の一実施の形態(実施の形態1)の要部を示す図である。図1(b)は図1(a)におけるIII −III 線断面図である。図1において、図4と同一符号は図4を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
〔実施の形態1〕
図1(a)はこの発明に係る容量式電磁流量計の一実施の形態(実施の形態1)の要部を示す図である。図1(b)は図1(a)におけるIII −III 線断面図である。図1において、図4と同一符号は図4を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
この実施の形態1では、信号電極4の表面に下地処理として表面処理を施し、この下地処理を施した信号電極4の表面に樹脂ライニング3と同一の材質でコーティングを施している。なお、信号電極4には、従来例1と同様に、密着力を増すための孔は設けられていない。信号電極4の材質は、鉄、鋼、ステンレス、ニッケル、クロム、アルミ、合金などとする。
信号電極4の表面は上述したように表面処理が施されている。この実施の形態1では、表面処理としてアルカリ洗浄剤や空焼きなどによる脱脂,表面の酸化膜除去,そしてショットブラストで表面に凹凸を付ける粗面化を行う。また、樹脂ライニング3の材質をフッ素樹脂とし、信号電極4の表面処理面4bにフッ素樹脂のコーティング4cを施し、この状態でライニング成形を行ったり、ライニング材と熱溶着したりして、樹脂ライニング3中に信号電極4を設けている。図2にこの場合の信号電極4、表面処理面4b、フッ素樹脂のコーティング4c、樹脂ライニング3の積層構造の概略を示す。
図2に示した積層構造において、信号電極4の表面は膜が除去され、粗面化されている。これにより、フッ素樹脂のコーティング4cの信号電極4への密着力が増す。また、フッ素樹脂のコーティング4cは、樹脂ライニング3と溶融し合い、樹脂ライニング3と強固に密着する。これにより、信号電極4と樹脂ライニング3との接着性が高まり、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力が増す。
このようにして、本実施の形態では、信号電極4の電極面積を減少するこなく、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力を増し、信号電極4が剥がれ難い構造を得ており、結合容量が安定し、測定精度も安定する。また、電極部の静電容量のインピーダンスが高くなることがなく、信号が減衰してしまうということもなくなる。
なお、この実施の形態1では、表面処理として信号電極4の表面をショットブラストで粗面化させるようにしたが、化成処理やエッチングで信号電極4の表面に細かい凹凸を形成するなどしてもよい。また、表面処理としては、このような方法以外にも種々考えられる。
〔実施の形態2〕
上述した実施の形態1では、信号電極4の表面に下地処理として、表面処理を施すようにした。これに対して、実施の形態2では、信号電極4の表面に下地処理に加え、樹脂ライニング3との接着性を高める膜(プライマ膜)を形成する。そして、このプライマ処理を施した信号電極4の表面に、フッ素樹脂のコーティングを施す。
上述した実施の形態1では、信号電極4の表面に下地処理として、表面処理を施すようにした。これに対して、実施の形態2では、信号電極4の表面に下地処理に加え、樹脂ライニング3との接着性を高める膜(プライマ膜)を形成する。そして、このプライマ処理を施した信号電極4の表面に、フッ素樹脂のコーティングを施す。
図3にこの場合の信号電極4、プライマ膜4d、フッ素樹脂のコーティング4c、樹脂ライニング3の積層構造の概略を示す。この例では、プライマ膜4dとして有機系又は無機系の接着成分と樹脂ライニングと同質または接着性のある成分で混合された膜を形成し、このプライマ膜4dの表面にフッ素樹脂のコーティング4cを施し、この状態でライニング成形を行ったり、ライニング材と熱溶着したりして、樹脂ライニング3中に信号電極4を設けている。
図3に示した積層構造において、プライマ膜4dは信号電極4と樹脂ライニング3との間に位置し、接着剤の役割を果たす。プライマ膜4dの表面に施されたフッ素樹脂のコーティング4cは、樹脂ライニング3と溶融し合い、樹脂ライニング3と強固に密着する。これにより、信号電極4と樹脂ライニング3との接着性が高まり、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力が増す。
このようにして、本実施の形態では、信号電極4の電極面積を減少することなく、信号電極4と樹脂ライニング3との密着力を増し、信号電極4が剥がれ難い構造を得ており、結合容量が安定し、測定精度も安定する。また、電極部の静電容量のインピーダンスが高くなることがなく、信号が減衰してしまうということもなくなる。
なお、上述した実施の形態1,2では、下地処理を施した信号電極4の表面にフッ素樹脂のコーティング4cを施すようにしたが、フッ素樹脂のコーティング4cを省略し、下地処理を施した信号電極4の表面と樹脂ライニング3とを直接密着させるようにしてもよい。例えば、真空加圧などによる工法や製造環境によっては、下地処理のみでライニング成形やライニング材との熱溶着も可能であり、下地処理を施した信号電極4の表面と樹脂ライニング3とを強固に密着させることができる。
また、上述した実施の形態1,2では、コーティング4cの材質を樹脂ライニング3と同じ材質(フッ素樹脂)としたが、樹脂ライニング3と溶融し合うことによって強固な密着力が得られればよく、樹脂ライニング3と全く同じ材質でなくてもよい。また、樹脂ライニング3は、必ずしもフッ素樹脂としなくてもよい。
また、上述した実施の形態1,2では、信号電極4には密着力を増すための孔を設けなかったが、信号電極4に密着力を増すための孔を設けるようにしてもよい。実施の形態1,2では、信号電極4と樹脂ライニング3との接着性が高まるので、信号電極4に密着力を増すための孔を設けるにしてもその孔の個数は少なくても済む。したがって、従来例2ほど電極面積を減少させなくても、従来例1と同等の強固な密着力を得ることができる。また、上述した実施の形態1,2では、信号電極4の表面に下地処理を施すようにしたが、同様の下地処理をガード電極5に施すようにしてもよい。
1…測定管、2…非磁性パイプ、3…樹脂ライニング、4…信号電極、4b…表面処理面、4c…コーティング、4d…プライマ膜、5…ガード電極。
Claims (5)
- 非磁性パイプの内側に絶縁性の樹脂ライニングが施された測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、前記樹脂ライニング中に設けられ前記測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極とを備え、前記励磁コイルが作る磁界により前記測定管内を流れる流体に発生する起電力を前記信号電極より取り出す容量式電磁流量計において、
前記信号電極は、その表面に前記樹脂ライニングとの接着性を高める下地処理が施されている
ことを特徴とする容量式電磁流量計。 - 請求項1に記載された容量式電磁流量計において、
前記信号電極の表面は、前記下地処理として、脱脂化,酸化膜除去,粗面化のうち少なくとも何れかにより前記樹脂ライニングとの接着性が高い状態に処理されている
ことを特徴とする容量式電磁流量計。 - 請求項1に記載された容量式電磁流量計において、
前記下地処理として、前記信号電極の表面に、前記樹脂ライニングとの接着性を高める膜を形成する
ことを特徴とする容量式電磁流量計。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載された容量式電磁流量計において、
前記下地処理が施された信号電極の表面は樹脂によってコーティングされている
ことを特徴とする容量式電磁流量計。 - 請求項4に記載された容量式電磁流量計において、
前記樹脂ライニングおよび前記下地処理が施された信号電極の表面にコーティングされた樹脂はフッ素樹脂である
ことを特徴とする容量式電磁流量計。
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