JP6754312B2 - Electrode structure of electromagnetic flowmeter - Google Patents
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Description
本発明は、管路内を流れる流体の流量に応じた起電力を信号電極を通して取り出すように構成された電磁流量計の電極構造に関する。 The present invention relates to an electrode structure of an electromagnetic flow meter configured to take out an electromotive force corresponding to the flow rate of a fluid flowing in a pipeline through a signal electrode.
従来より、この種の電磁流量計は、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、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に対向して測定管の内周面に設けられた信号電極とを有し、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(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of electromagnetic flowmeter has an exciting coil that creates a magnetic field in a direction orthogonal to the flow direction of the fluid flowing in the measuring tube, and a measuring tube that faces the direction orthogonal to the magnetic field created by this exciting coil. It has a signal electrode provided on the inner peripheral surface, and the electromotive force generated in the fluid flowing in the measuring tube due to the magnetic field generated by the exciting coil is taken out from the signal electrode (see, for example, Patent Document 1).
図5に従来の電磁流量計の電極構造の縦断面図を示す。同図において、10(10A)は外挿形の信号電極であり、管路20の外側から取り付けられている。この信号電極10Aは、円柱形の軸部11−1と円板状のシール部11−2とが一体化された電極本体11を備えている。軸部11−1の下方部11−1aは管路20内に位置し、管路20内を流れる流体に接液する。軸部11−1の上方部11−1bは、管路20の外側に位置し、リード線12が接続される。このリード線12を通して、管路20内を流れる流体の流量に応じた起電力が取り出される。
FIG. 5 shows a vertical cross-sectional view of the electrode structure of the conventional electromagnetic flowmeter. In the figure, 10 (10A) is an extrapolated signal electrode, which is attached from the outside of the
この電磁流量計の電極構造において、電極本体11の材料として、耐食性の高い金属(以下、単に耐食性の金属と呼ぶ。)、例えば白金が用いられる(例えば、特許文献2参照)。すなわち、電磁流量計では、腐食性の溶液では測定ができないまたは不安定になる問題が発生するため、安定して測定することができる白金が電極本体11の材料として用いられる。しかし、無垢の白金では、強度不足で作れない形状の電極があったり、高価になるという問題がある。
In the electrode structure of this electromagnetic flowmeter, a metal having high corrosion resistance (hereinafter, simply referred to as a corrosion resistant metal), for example platinum, is used as the material of the electrode body 11 (see, for example, Patent Document 2). That is, in the electromagnetic flowmeter, there is a problem that measurement cannot be performed or becomes unstable with a corrosive solution, so platinum that can be stably measured is used as the material of the
そこで、図6に示すように、電極本体11の材料としてステンレス鋼を用い、軸部11−1の下方部11−1aからシール部11−2の周面11−2aまでを白金によるメッキ層(耐食性の金属膜)13で覆うような構造が考えられている。すなわち、メッキ層13で覆われた軸部11−1の下方部11−1aを接液部14とし、この接液部14を管路20内を流れる流体に接液させた信号電極10(10B)とすることが考えられている。
Therefore, as shown in FIG. 6, stainless steel is used as the material of the
しかしながら、図6に示したような電極構造では、安価とすることはできるが、管路20内を流れる流体の中に摩耗性の物体、例えばスラリー状の物体が混入しているような場合には、メッキ層13が摩耗して電極本体11(ステンレス鋼)が露出し、リード線12を通して取り出される起電力の値が不安定となる。すなわち、信号電極10Bからの出力信号の値が不安定となり、安定した測定が損なわれる。
However, the electrode structure as shown in FIG. 6 can be inexpensive, but when a wearable object, for example, a slurry-like object is mixed in the fluid flowing in the
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、耐食性の金属膜に傷がついても、安定した測定を行うことができる電磁流量計の電極構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electrode structure of an electromagnetic flowmeter capable of performing stable measurement even if a corrosion-resistant metal film is damaged. To provide.
このような目的を達成するために本発明は、管路内を流れる流体の流量に応じた起電力を信号電極を通して取り出すように構成された電磁流量計の電極構造において、信号電極(1)は、流体に接液する接液部(6)を備え、接液部は、流体に接液する耐食性の金属膜(4)と、耐食性の金属膜によってその表面が覆われた絶縁部材(3)とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention presents the signal electrode (1) in the electrode structure of an electromagnetic flowmeter configured to take out an electromotive force corresponding to the flow rate of a fluid flowing in a pipeline through a signal electrode. The wetted portion is provided with a wetted portion (6) that comes into contact with the fluid, and the wetted portion includes a corrosion-resistant metal film (4) that comes into contact with the fluid and an insulating member (3) whose surface is covered with the corrosion-resistant metal film. It is characterized by having.
この発明において、流体に接液する信号電極の接液部は、耐食性の金属膜で絶縁部材の表面が覆われている。これにより、本発明では、耐食性の金属膜に傷がついても、絶縁部材の表面が露出するのみとなる。このため、信号電極からの出力信号の値が不安定となることがない。 In the present invention, the surface of the insulating member is covered with a corrosion-resistant metal film at the wetted portion of the signal electrode that comes into contact with the fluid. As a result, in the present invention, even if the corrosion-resistant metal film is scratched, only the surface of the insulating member is exposed. Therefore, the value of the output signal from the signal electrode does not become unstable.
例えば、本発明では、信号電極を導電性の剛体(2A,2B)を備えたものとする。そして、耐食性の金属膜(4)と導電性の剛体(2A,2B)との間に挟まれた絶縁層(3)として、絶縁部材を設けるようにする。例えば、本発明では、信号電極(2C,2D)を絶縁性の剛体を備えたものとする。そして、絶縁性の剛体(2C,2D)の一部(2a,2−1a)として、絶縁部材を設けるようにする。 For example, in the present invention, the signal electrode is provided with a conductive rigid body (2A, 2B). Then, an insulating member is provided as an insulating layer (3) sandwiched between the corrosion-resistant metal film (4) and the conductive rigid body (2A, 2B). For example, in the present invention, the signal electrodes (2C, 2D) are provided with an insulating rigid body. Then, an insulating member is provided as a part (2a, 2-1a) of the insulating rigid body (2C, 2D).
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。 In the above description, as an example, the components on the drawing corresponding to the components of the invention are indicated by reference numerals in parentheses.
以上説明したことにより、本発明によれば、耐食性の金属膜によって絶縁部材の表面を覆うようにしたので、耐食性の金属膜に傷がついても、絶縁部材の表面が露出するのみとなり、信号電極からの出力信号の値が不安定となることがなく、安定した測定を行うことができるようになる。 As described above, according to the present invention, the surface of the insulating member is covered with the corrosion-resistant metal film. Therefore, even if the corrosion-resistant metal film is damaged, the surface of the insulating member is only exposed, and the signal electrode The value of the output signal from is not unstable, and stable measurement can be performed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施の形態1〕
図1は本発明に係る電磁流量計の電極構造の第1例(実施の形態1)を示す縦断面図である。同図において、1(1A)は内挿形の信号電極であり、管路20の内側から取り付けられている。この信号電極1Aは、リベット状の電極本体2(2A)を備え、この電極本体2Aの頭部2aを管路20内に位置させている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a first example (Embodiment 1) of the electrode structure of the electromagnetic flowmeter according to the present invention. In the figure, 1 (1A) is an interpolated signal electrode, which is attached from the inside of the
この信号電極1Aにおいて、電極本体2Aは導電性の剛体とされており、管路20内に位置する電極本体2Aの頭部2aは絶縁層3で覆われている。また、この電極本体2Aの頭部2aを覆った絶縁層3は、さらに耐食性の金属膜4によってその表面が覆われている。すなわち、この信号電極1Aには、耐食性の金属膜4と電極本体(導電性の剛体)2との間に挟まれた絶縁層3として、本発明でいう絶縁部材が設けられている。
In the
また、電極本体2Aの胴部2bにはその上方部にネジ山2cが形成されており、このネジ山2cを管路20の外側に位置させて図示されていないナットで締め付けることによって、信号電極1Aが管路20に取り付けられている。また、電極本体2Aの胴部2bには、管路20の外側において、リード線5が接続されている。このリード線5を通して、管路20内を流れる流体の流量に応じた起電力が取り出される。
Further, a
なお、本実施の形態において、導電性の剛体である電極本体2Aの材料としては、金属,ガラス状カーボン,導電性樹脂などの強度のある導電性物質が用いられている。また、耐食性の金属膜4は、Pt膜,Ti膜,Au膜,Ta膜,WC膜などとされている。また、絶縁層3の材料としては、電極本体2Aと耐食性の金属膜4との密着性が確保できるものとして、セラミック(SiC、Al2O3、ZrO2、Y2O3、Si3N4、SiO),絶縁性の高い樹脂等が用いられている。
In the present embodiment, as the material of the
この電極構造において、流体に接液する信号電極1Aの接液部6は、電極本体(導電性の剛体)2Aの頭部2aが絶縁層3と耐食性の金属膜4とで覆われた2層構造とされており、絶縁層3の表面が耐食性の金属膜4で覆われている。これにより、耐食性の金属膜4に傷がついても、絶縁層(絶縁部材)3の表面が露出するのみとなる。このため、信号電極1Aからの出力信号の値が不安定となることがなく、安定した測定を行うことができる。
In this electrode structure, the
なお、図1では、信号電極1を内挿形としたが、外挿形としてもよい。図2に、信号電極1を外挿形とした例を示す。
Although the
図2において、信号電極1(1B)は、管路20の外側から取り付けられている。この信号電極1Bにおいて、電極本体2(2B)は軸部2−1とシール部2−2とが一体化された導電性の剛体とされており、この電極本体2Bの軸部2−1の下方部2−1aを管路20内に位置させている。なお、図示してはいないが、電極本体2(2B)のシール部2−2は上側からバネによって押し付けられている。
In FIG. 2, the signal electrode 1 (1B) is attached from the outside of the
この信号電極1Bにおいて、電極本体2Bの軸部2−1の下方部2−1aは、絶縁層3と耐食性の金属膜4とで覆われた2層構造とされており、絶縁層3の表面が耐食性の金属膜4で覆われている。すなわち、この信号電極1Bにおいても、図1に示した信号電極1Aと同様、耐食性の金属膜4と電極本体(導電性の剛体)2との間に挟まれた絶縁層3として、本発明でいう絶縁部材が設けられている。
In the
この電極構造において、流体に接液する信号電極1Bの接液部6は、信号電極1Bの軸部2−1の下方部2−1aが絶縁層3と耐食性の金属膜4とで覆われた2層構造とされており、絶縁層3の表面が耐食性の金属膜4で覆われている。これにより、耐食性の金属膜4に傷がついても、絶縁層(絶縁部材)3の表面が露出するのみとなる。このため、信号電極1Bからの出力信号の値が不安定となることがなく、安定した測定を行うことができる。
In this electrode structure, in the wetted
〔実施の形態2〕
図3は本発明に係る電磁流量計の電極構造の第2例(実施の形態2)を示す縦断面図である。この電極構造の図1に示した電極構造と異なる点は、信号電極1の電極本体2を絶縁性の剛体とし、この電極本体2の頭部2aおよび胴部2bを覆うように耐食性の金属膜4を設け、この耐食性の金属膜4にリード線5を接続している点にある。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a second example (embodiment 2) of the electrode structure of the electromagnetic flowmeter according to the present invention. The difference from the electrode structure shown in FIG. 1 is that the
この信号電極1(1C)において、管路内20内に位置する電極本体2(2C)の頭部2aは耐食性の金属膜4で覆われている。すなわち、電極本体(絶縁性の剛体)2Cの頭部2aが、本発明でいう絶縁部材として耐食性の金属膜4で覆われている。
In the signal electrode 1 (1C), the
なお、本実施の形態において、絶縁性の剛体である電極本体2Cの材料としては、耐食性の金属膜4との密着性が確保できるものとして、セラミック(SiC、Al2O3、ZrO2、Y2O3、Si3N4、SiO),絶縁性の高い樹脂等が用いられている。また、耐食性の金属膜4は、Pt膜,Ti膜,Au膜,Ta膜,WC膜などとされている。
In the present embodiment, the material of the
この電極構造において、流体に接液する信号電極1Cの接液部6は、電極本体(絶縁性の剛体)2Cの頭部2aが耐食性の金属膜4で覆われた構造とされている。これにより、耐食性の金属膜4に傷がついても、電極本体2Cの頭部(絶縁部材)2aの表面が露出するのみとなる。このため、信号電極1Cからの出力信号の値が不安定となることがなく、安定した測定を行うことができる。
In this electrode structure, the wetted
なお、図3では、信号電極1を内挿形としたが、外挿形としてもよい。図4に、信号電極1を外挿形とした例を示す。
Although the
図4において、信号電極1(1D)は、管路20の外側から取り付けられている。この信号電極1Dにおいて、電極本体2(2D)は軸部2−1とシール部2−2とが一体化された絶縁性の剛体とされており、この電極本体2Dの軸部2−1の下方部2−1aを管路20内に位置させている。
In FIG. 4, the signal electrode 1 (1D) is attached from the outside of the
この信号電極1Dにおいて、電極本体2Dは、その全てが耐食性の金属膜4で覆われている。すなわち、この信号電極1Dにおいても、図3に示した信号電極1Cと同様、電極本体(絶縁性の剛体)2の軸部2−1の下方部2−1aが、本発明でいう絶縁部材として耐食性の金属膜4で覆われている。
In the
この電極構造において、流体に接液する信号電極1Dの接液部6は、信号電極1Dの軸部2−1の下方部2−1aが耐食性の金属膜4で覆われた構造とされている。これにより、耐食性の金属膜4に傷がついても、信号電極1Dの軸部2−1の下方部(絶縁部材)2−1aの表面が露出するのみとなる。このため、信号電極1Dからの出力信号の値が不安定となることがなく、安定した測定を行うことができる。
In this electrode structure, the wetted
なお、図3に示した電極構造では、電極本体2Cの胴部2bの上面2dは耐食性の金属膜4で覆われていないが、この部分も耐食性の金属膜4で覆うようにしてもよい。すなわち、電極本体2Cの全てを耐食性の金属膜4で覆うようにしてもよい。また、図4に示した電極構造では、電極本体2Dの全てを耐食性の金属膜4で覆うようにしているが、図3に示した電極構造と同様、電極本体2Dの一部を残して耐食性の金属膜4で覆うようにしてもよい。
In the electrode structure shown in FIG. 3, the
また、言うまでもないが、上述した実施の形態1,2の電極構造では、耐食性の金属膜4を用いた構造としているので、従来の図6に示された電極構造と同様、安価でかつその形状についても柔軟に対応することができる電極構造となる。
Needless to say, since the electrode structures of the first and second embodiments described above have a structure using the corrosion-
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of Embodiment]
Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.
1(1A〜1D)…信号電極、2(2A〜2D)…電極本体、2a…頭部、2b…胴部、2−1…軸部、2−1a…下方部、2−2…シール部、3…絶縁層、4…耐食性の金属膜、5…リード線、6…接液部。 1 (1A to 1D) ... Signal electrode, 2 (2A to 2D) ... Electrode body, 2a ... Head, 2b ... Body, 2-1 ... Shaft, 2-1a ... Lower part, 2-2 ... Seal part 3, 3 ... Insulation layer, 4 ... Corrosion resistant metal film, 5 ... Lead wire, 6 ... Wet contact part.
Claims (3)
前記信号電極は、
前記流体に接液する接液部と、
導電性を有する剛体とを備え、
前記接液部は、
前記流体に接液する耐食性の金属膜と、
前記耐食性の金属膜によってその表面が覆われた絶縁部材と
を備え、
前記耐食性の金属膜は、
前記導電性を有する剛体と接触している
ことを特徴とする電磁流量計の電極構造。 In the electrode structure of an electromagnetic flow meter configured to take out an electromotive force according to the flow rate of a fluid flowing in a pipeline through a signal electrode.
The signal electrode is
A wetted part that comes into contact with the fluid and
With a rigid body with conductivity ,
The wetted part is
A corrosion-resistant metal film that comes into contact with the fluid and
It is provided with an insulating member whose surface is covered with the corrosion-resistant metal film .
The corrosion-resistant metal film is
An electrode structure of an electromagnetic flowmeter, which is in contact with a rigid body having conductivity .
前記絶縁部材は、
前記耐食性の金属膜と前記導電性の剛体との間に挟まれた絶縁層として設けられている
ことを特徴とする電磁流量計の電極構造。 In the electrode structure of the electromagnetic flowmeter according to claim 1,
Before Symbol insulation member,
An electrode structure of an electromagnetic flowmeter, characterized in that it is provided as an insulating layer sandwiched between the corrosion-resistant metal film and the conductive rigid body.
前記流体に発生する起電力を取り出すためのリード線を備え、
前記リード線は、
前記管路の外側において前記導電性の剛体に接続されている
ことを特徴とする電磁流量計の電極構造。 In the electrode structure of the electromagnetic flowmeter according to claim 1,
A lead wire for extracting the electromotive force generated in the fluid is provided.
The lead wire is
An electrode structure of an electromagnetic flowmeter, which is connected to the conductive rigid body on the outside of the pipeline .
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