JPH04290919A - 電磁流量計の測定管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁流量計の測定管に係
わり、特にシール性に優れた電極部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁流量計は近年測定対象が拡大され、
水だけでなく熱水・薬品・固形物混合流体などに対する
測定需要が高まって来た。これに対応すべく、電磁流量
計測定管も従来の金属管内面にゴムやプラスチックを内
貼りした構造のものから、セラミックパイプを使用した
方式へ移行しつつある。

【０００３】セラミックパイプを電磁流量計の測定管と
して使用した公知例として、公表特許公報（昭５８−５
０１５５２号）磁気誘導型流量測定装置用測定値検出器
がある。 測定管としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などのセラミック
スを使用する利点としては、耐熱性・耐食性・耐摩耗性
などの特性が優れていることにある。当然セラミック測
定管を使用した電磁流量計は、この種の特性が要求され
る厳しい環境に用いられるため、同測定管上に形成され
る電極部に対しても測定管と同等以上の環境特性が要求
される。

【０００４】公知例は、１対の電極として白金（Ｐｔ）
棒を使用し、未焼成セラミックス（アルミナＡｌ２Ｏ３
など）の管体壁面に貫通した穴に前記電極を挿入した後
、両者を高温して焼成せしめたものである。本例はセラ
ミックスが焼成時に収縮し前記電極を締め付けるため、
両者のすき間がなくなり液漏れ防止が図れると共に、電
極部が白金（Ｐｔ）のみで構成され他の接合材料を使用
しないため耐食性にも優れているものである。

【０００５】しかしながら、従来装置には下記欠点があ
った。

【０００６】１．電極部をセラミックスの焼成時収縮で
締め付けるため、焼成後の電極周辺部のセラミックスに
大きな残留応力が生じ易い。

【０００７】２．電極及び管体とも剛性が高いため、焼
成時に両者の間に傷など欠陥があれば、両者間を均一に
シールするのが困難である。

【０００８】３．本装置を頻繁にヒートサイクルの加わ
る環境で使用すると、両者の締付力が減少しシール性が
低下することがある。

【０００９】４．上記により、シールの歩留りが悪く信
頼性に乏しい。

【００１０】５．電極接合部の剛性が高いため、線膨張
率がほぼ一致した材料で測定管と電極を製作する必要が
あった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
欠点を防止し、安定したシール性を有する電極部を具備
せる電磁流量計の管体を提供するためにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、セラミック管体の一部に対向して設けら
れた１対以上の電極用穴と、該穴に挿入される金属又は
導電性セラミックから成る棒状の電極部を設け、少なく
ともその一方に複数個の環状の突起又は溝を設け、両者
を焼成などの方法により接合せしめたものである。

【００１３】接合後、両者の間には複数個の密接部と空
隙（または低剛性部材で満たされた部分）とを有してい
る。

【００１４】

【作用】本構成によれば、管体と電極の間は複数個のシ
ール部と、空隙部などの低剛性部を介して接合されてい
るため、管体の焼成収縮時の残留応力を低減できるとと
もに、使用時の熱応力も低減できる。よって電極部周辺
に発生し易いセラミックのクラックを防止できる。

【００１５】また、それぞれ独立したシール部が複数段
あり、それぞれが相手側に食い込むので歩留りの良い高
信頼のシールが期待できる。

【００１６】一方、焼成後にセラミック管体と電極を接
合（例えば圧入や焼ばめ又はろう付，接着，サーメット
焼付けなどによる）する場合に於いても、複数個のシー
ル部と空隙又は低剛性部を有しているため、両者に発生
する熱応力及び残留応力を低減できると共に、多数段シ
ールによるシール特性向上との相乗効果が期待できる。 また、このように接合剤を使用した場合でも、接合剤が
突起部によってシールされているので、被測定流体に犯
されることがない。更に、接合部に発生する応力が少な
いため、シール特性の劣化が少なく長期間安定して使用
できる。

【００１７】

【実施例】次に本発明の実施例を図１〜７に於いて説明
する。

【００１８】先ず、図２に於いてセラミック管体を有す
る電磁流量計の要部断面を説明する。

【００１９】被測定流体が内面を流れる測定管１はセラ
ミックスよりなり、その中央部には対向せる一対の電極
部２，３（３は手前側のため図示せず）が、前記内部流
体が管外へ漏れないようにシールされ固定されている。 更に前記電極と直交せる方向には１対の電磁石４，５が
保持され両電磁石を貫通する磁束が、前記測定管１を貫
通している。この時、磁束と被測定流体の流れ方向とは
直交している。

【００２０】また、前記測定管１はシール材６，７を介
してケース８に保持されている。

【００２１】管体の材質は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），
ジルコニア（ＺｒＯ２），窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等が
一般的であり、電極としては白金（Ｐｔ），チタン（Ｔ
ｉ），ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４又は３１６），ハス
テロイ，タングステン（Ｗ）などが考えられる。

【００２２】次に、図３に於いて電極部２，３の詳細断
面を説明する。

【００２３】白金などの耐食性のある高融点材料又は導
電性セラミックスからなる棒状電極１１の表面には複数
個の環状突起１２ａ，１２ｂ，…１２ｎが形成されてい
る。一方測定管１には、焼成前に電極担当部に管壁を貫
いて穿けられた穴１３が形成されている。該穴１３に前
記電極を挿入し焼成すると、セラミック管体は１０〜２
０％程度収縮し、図１に示す如き形状となる。すなわち
、前記穴１３が収縮すると、突起１２ａ，１２ｂ，…１
２ｎが圧縮され、先端が潰れながら穴１３の壁面にくい
込み良く密着する。焼成後にも、測定管１と電極１１の
間には空隙１４ａ，１４ｂ，…１４ｎが残留しているの
で、電極周辺部のセラミック中には過度の残留応力が発
生しない。このためには、環状突起１２ａ，１２ｂ，…
１２ｎの高さは、穴１３の焼成時収縮量よりも大きいこ
とが必要である。また、前記焼成後の空隙１４は、測定
管１と電極１１の接合部の剛性を低減するので、使用中
に両者間に発生する熱応力をも緩和する効果がある。従
来は、両者間の残留応力と熱応力によって、電極部周辺
に発生し易かった微少な割れ（マイクロクラック）を防
止できシール性が向上する。

【００２４】次に、他の実施例について説明する。

【００２５】図４に他の実施例の電極部詳細図を示す。

【００２６】図１，図３と、電極１１，環状突起１２ａ
，１２ｂ，…１２ｎは共通である。電極相当部に管壁を
貫いて１対の穴１５が穿けられた焼成後の測定管１６に
前記電極１１が焼ばめされている。図１同様突起部１２
ａ，１２ｂ，…１２ｎが良く密着してシールする。穴１
５と電極１１の間には複数個の空隙間１７が有り、第３
図と同様に、残留応力と熱応力を緩和している。

【００２７】更に図５に他の実施例を示す。

【００２８】構成は図４と同一であるが、両者をろう付
，接着剤又はサーメット１８にて固定したものである。 やはり複数個の空隙１７（又はろう材又は接着剤が軟質
の場合は、これらで満たされても同等の効果が期待でき
る）が確保される。この場合でも突起部と穴内面は密接
している。

【００２９】また、穴１３又１４の穴の内面を電極１１
と同一又は近似した材料でメタライズして置くと更にシ
ール性の向上が期待できる。

【００３０】電極と測定管と同時焼成する場合、突起の
高さは穴の収縮量よりも大きくする必要が有り、焼成後
の測定管に電極を挿入する場合は線膨張率と締代を考慮
すれば良い。

【００３１】また、突起は溝でも類似効果は期待できる
。更に、突起又は溝は穴の方に設けても良く、両者に設
ける事も考えられるが、本実施例の如く電極側に設ける
のが最も容易である。

【００３２】また、突起は図６の如き形状でも良く、応
力緩和効果が更に高くなる。（高価になる。）更に、図
７の如く複数個のリング１９を電極の周囲に取り付ける
方法でも良い。

【００３３】また、本実施例の２つ以上を組合せて使用
することも可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。

【００３５】１．測定管に発生する残留応力及び熱応力
を緩和できるので、測定管の強度が増す。

【００３６】２．上記により、測定管の電極周辺部に発
生するクラックを防止できシール性が向上する。（劣化
を防止できる。） ３．密着部が複数段存在するので、シールの安定度（歩
留り）が向上する。

【００３７】４．接合剤が、流体に接しない（流体に最
も近い密接部でシールされるため）ので、接合部が腐食
性流体に犯されないので接合部のシール性劣化が少ない
。

【００３８】５．突起部の先端は剛性が低いので、密接
する相手側の形状になじみ易くシール性が向上する。

【００３９】６．１項により線膨張係数に差がある材料
で測定管と電極の組合せが可能となり、材料選定の自由
度が増した。

【図面の簡単な説明】

【図１】組立後の状態を示す断面図である。

【図２】本発明の電磁流量計の要部断面図である。

【図３】本発明の電極と電極用穴を示す詳細断面図であ
る。

【図４】図１の他の実施例を示す断面図である。

【図５】図１の他の実施例を示す断面図である。

【図６】図３の他の実施例を示す断面図である。

【図７】図３の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…測定管、２，３…電極部、１１…電極、１２ａ，１
２ｂ…１２ｎ…突起部、１３…穴、１４ａ，１４ｂ…１
４ｎ…空隙。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁界中に配置された測定管中を流れる導電
   性を有する被測定流体中に発生する起電力を１対以上の
   電極を介して取出し流量測定せしめる電磁流量計に於い
   て、前記測定管と電極の間に複数個の空隙又は軟質部と
   、複数個の密接部とを有したことを特徴とする電磁流量
   計の測定管。
2. 【請求項２】請求項１に於いて、複数個の空隙と密接部
   はセラミックスからなる測定管の壁面を貫通せる穴、又
   は該穴に挿入される金属又はセラミックなどからなる高
   融点の棒状電極の少とも一方の外周面に設けられた環状
   の突起又は溝によって形成されることを特徴とする電極
   流量計の測定管。
3. 【請求項３】請求項２に於いて、複数個の空隙と密接部
   は、未焼成又は半焼成の測定管の貫通穴に電極を挿入後
   両者を焼成したことを特徴とする電磁流量計の測定管。
4. 【請求項４】請求項２に於いて、複数個の空隙と密接部
   は、焼成後の測定管の穴に電極を圧入，焼ばめ又は冷し
   ばめによって固定することにより形成されたことを特徴
   とする電磁流量計の測定管。
5. 【請求項５】請求項２に於いて、複数個の空隙と密接部
   は、焼成後の測定管の穴に電極をろう付，接着又はサー
   メット焼付けによって固定することにより形成されたこ
   とを特徴とする電磁流量計の測定管。
6. 【請求項６】請求項２に於いて、測定管の壁面を貫通せ
   る穴の内面は、電極又はろう材と同一又は親和性の有る
   材料でメタライズされていることを特徴とする電磁流量
   計の測定管。