JPH0542335Y2

JPH0542335Y2 -

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Publication number: JPH0542335Y2
Application number: JP4875287U
Authority: JP
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1993-10-26
Anticipated expiration: 2002-03-31
Also published as: JPS63156022U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、セラミツクス製の測定管を有するセ
ラミツクス電磁流量計に関するものである。

更に詳述すれば、セラミツクス製の測定管を有
するセラミツクス電磁流量計の電極部分の改良に
関するものである。

（従来の技術）第５図は従来より一般に使用されている従来例
の構成説明図である。

図において、１はセラミツクス製の円筒状の測
定管である。１１，１２は測定管１に対向して配
置され導電性粉末を混合し測定管１と一体に焼成
して形成された柱状のサーメツトの電極である。

（考案が解決しようとする問題点）このような電極においては、導電性粉末の材質としては、導電性粉末の融点
が、セラミツクス製の測定管の焼成温度より高い
こと、かつ、高耐食性を有することが必要で、た
とえば、アルミナ（Al₂O₃）、ジルコニア（ZrO₂）
等の酸化物セラミツクスに白金（Pt）あるいは
パラジウム（Pd）を混合する組み合わせが適当
である。

次に、混合する導電性粉末の割合は、シール性
能の信頼性及びコストの面からは導電性が得られ
る範囲内でなるべく少い方が良い。電極部１１，
１２と測定管１との境界でのシール性能からは、
導電性微粉末の含有率は少なければ少いほどよ
い。なぜならば、含有率が増すほど焼成時の収縮
率が小さくなり、周囲の素地セラミツクスとの収
縮率差が大きくなり、シール性の信頼性が低下す
る。このため、導電性が得られる範囲内で含有率
はなるべく少い方がよい。

すなわち、一体に焼成される際に発生するセラ
ミツクス材よりなる測定管１の収縮は第６図に示
す如く、電極１１，１２の半径方向のＸ方向及び
電極１１，１２の軸方向Ｙとがある。電極１１，
１２の導電性微粉末の体積含有率が高いと、セラ
ミツクス材よりなる測定管１に比べて殆んど収縮
しないため、その境界には、収縮Ｙによるせん断
応力が、さらに境界近傍の測定管側には、収縮Ｘ
により周方向の引張り応力が発生する。このよう
に応力の発生した状態で、セラミツクスの焼成が
進むため、境界には、クラツクが発生しやすく、
このクラツクが漏れ孔を形成し十分な気密性が確
保できない。

また、焼成直後では、漏れ孔を形成するまでの
クラツクには至らなかつたとしても、境界部分に
は、応力が残留していることとなり、その後、使
用中に生じる繰り返し応力、たとえば、熱衝撃等
により漏れ孔が形成されることがあり、信頼性に
問題がある。

一方、接液部の電気抵抗は、導電性粉末の体積
含有率が高い方が小さくなる。なぜならば、接液
抵抗は導電性微粉末と測定流体との接触面積が大
きいほど、小さくなるからである。

接液インピーダンスが大きくなると、性能面に
関し、次の問題点が発生する。

第７図において、enは外部の誘導電圧、Zsは
信号源インピーダンス、Znは誘導源と信号源間
のインピーダンスとする。ここで、サーメツト電
極１１，１２内の抵抗は、導電性物質の連続相が
形成されることにより導電性を得ているため、十
分小さく無視できる（導電性物質の導電性とほぼ
同じ）。

検出器からの誘導による出力電圧ｅはｅ＝Zs／Zs＋Znen となり、信号源インピーダンスZsが大きいほど、
誘導の影響を受け易いことになる。信号源インピ
ーダンスZsは、測定液のインピーダンスと接液
インピーダンスの和である。したがつて、接液イ
ンピーダンスが大きくなると、信号源インピーダ
ンスZsは大きくなる。

本考案は、この問題点を解決するものである。

本考案の目的は、電極部の良好な耐ノイズ性を
確保しつつ、シール性について高信頼性を確保し
得るセラミツクス電磁流量計を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するために、本考案は、測定流
体が流れるセラミツクス製の測定管中の電極部分
に導電性粉末を混入し導電性を付与した電磁流量
計において、前記導電性を付与した部分の接液側
の中央部分に導電性粉末の体積含有率の大きい部
分を設けたことを特徴とするセラミツクス電磁流
量計を構成したものである。

（作用）以上の構成において、電極部本体は白金あるい
はパラジウムの体積含有率が大きく高導電率を有
するので、電極部の接液インピーダンスを低くし
得る。

一方、リード部は白金あるいはパラジウムの体
積含有率が小さく導電率を有するので、電極部本
体からのリードの役割をなすと共に、電極部本体
を囲んで、かつセラミツクス材よりなる測定管に
接するので、焼成の際に、測定管との関係におい
て、また、電極部本体との関係において、収縮量
の差は小さくなり、測定管と電極部とのシール性
について高い信頼性が得られる。

以下、実施例に基づき、詳細に説明する。

（実施例）第１図は、本考案の一実施例の構成説明図であ
る。

図において、第５図と同一記号は同一機能を示
す。

以下、第５図と相違部分のみ説明する。

図において、２は電極部である。電極部２は電
極部本体２１とリード部２２とよりなる。電極部
本体２１は測定流体が接する部分に設けられ白金
あるいはパラジウムの体積含有率が高いセラミツ
クスよりなり高導電率を有する。この場合は、白
金の体積含有率が70％のものが用いられている。
リード部２２は電極部本体２１を囲み測定流体に
接する部分を開口側として逆Ｕ字形状に形成さ
れ、白金あるいはパラジウムの体積含有率が測定
管１との電極部本体２１との白金あるいはパラジ
ウムの体積含有率の間にあるセラミツクスよりな
る。この場合は、白金の体積含有率が30％のもの
が用いられている。

以上の構成において、前述の如く、埋め込まれ
る電極部とセラミツクス材よりなる測定管１との
間の、焼成時に発生する収縮率の差は少くするこ
とが必要である。

例として、第２図に、白金とアルミナの混合体
の収縮率と、白金の体積含有率の関係を示す。こ
こで、白金の平均粒子径を50μm、アルミナの平
均粒子0.6μm、1ton／cm²の圧力で成形した場合を
示す。但し、セラミツクス測定管１の成形は、二
次粒子化された数十μmの顆粒を使用する。第２
図から、わかるように、白金の体積含有率が増す
ほど、測定管１との収縮率の差が大きくなる。よ
つて、含有率が小さければ、小さいほど、測定管
と電極部との境界付近に無理な応力が発生しにく
いことがわかる。

すなわち、測定管１とリード部２２との間の白
金あるいはパラジウムの体積含有率の差は30％で
あり、リード２２と電極部本体２１との間の白金
あるいはパラジウムの体積含有率の差は40％であ
る。したがつて測定管１と電極部本体２１との間
の体積含有率の差70％よりも、収縮率差は小さ
い。

この結果、測定管１とリード２２との間、リー
ド２２と電極部本体２１との間は、測定管１と電
極部本体２１とが直接接触する場合よりもシール
性について高信頼性を確保し得る。

次に、電磁流量計の電極として機能するために
は、電極部本体２１とリード部２２とはセラミツ
クス素地内に白金の連続相が生成され、電気的に
導通を有することが必要となる。一般に、セラミ
ツクス内に混合される白金の体積含有率は、大き
くなるほど、連続白金相は生成されやすく、20％
以上の体積含有率を有すれば、確実な導通が得ら
れる。

したがつて、電極部本体２１とリード部２２は
導電性を有する。すなわち、リード部２２より検
出信号を取り出すことができる。

次に、電極部本体２１は、白金あるいはパラジ
ウムの体積含有率が70％であるので、測定流体と
の接液インピーダンスを充分低くし得る。

以上の結果、電極部２は、測定流体との接液イ
ンピーダンスを低くできて、良好な耐ノイズ性が
確保でき、測定管１とのシール性について高信頼
性を確保し得る。

第３図は本考案の他の実施例の要部構成説明図
である。

本実施例においては、電極部本体２１を測定管
１の外表面にまで伸張させた伸張部２１１を設け
たものである。このようなものにおいては、リー
ド部２２は、白金又はパラジウムの体積含有率が
19％以下の導電性を有しないものであつてもよ
い。

第４図は本考案の別の実施例の要部構成説明図
である。

本実施例においては、リード部２２を中心より
同心円状に、白金あるいはパラジウムの体積含有
率が高い層から低い層２２１，２２２，２２３
に、外周に向けて順次配置したものである。この
場合は、白金あるいはパラジウムの体積含有率
が、リード層２２１は30％、リード層２２２は20
％、リード層２２３は10％である。

なお、リード層２２１，２２２，２２３は各層
ごとに濃度を異ならしめたが、層別でなく、中心
より外周方向に向けて、白金あるいはパラジウム
の体積含有率が徐々に低くなるようにしてもよ
い。

なお、前述の実施例においては、電極部本体２
１は白金又はパラジウムの体積含有率が70％のセ
ラミツクスよりなると説明したが、これに限るこ
とはなく、要するに、接液インピーダンスを低く
し得る体積含有率を有すればよい。

また、リード部２２は、白金又はパラジウムの
体積含有率が30％のものについて説明したが、要
するに、導電性を有し、測定管１と電極部本体２
１との中間の体積含有率を有すればよい。

また、前述の実施例においては、導電性物質
は、白金又はパラジウムよりなると説明したが、
これに限ることはなく、たとえば、炭化珪素
（Sic）、炭化チタン（Tic）などの導電性セラミ
ツクスであつてもよく、要するに導電性があれば
よい。

（考案の効果）以上説明したように、本考案は、測定流体が流
れるセラミツクス製の測定管中の電極部分に導電
性粉末を混入し導電性を付与した電磁流量計にお
いて、前記導電性を付与した部分の接液側の中央
部分に導電性粉末の体積含有率の大きい部分を設
けたことを特徴とするセラミツクス電磁流量計を
構成したので、測定管とリード部、リード部と電
極部本体との焼成時の収縮量差が小さくでき、接
合境界部分に発生する応力が軽減できるために、
接合部のシール性に高い信頼性を有するセラミツ
クス電磁流量計が実現できる。

また、電極部本体は高導電率を有するので、測
定流体との接液インピーダンスを低くできるた
め、良好な耐ノイズ性が得られる。

したがつて、本考案によれば、良好な耐ノイズ
性を確保しつつ、シール性について高信頼性を確
保し得るセラミツクス電磁流量計を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図、
第２図は第１図の動作説明図、第３図は本考案の
他の実施例の構成説明図、第４図は本考案の別の
実施例の構成説明図、第５図は従来より一般に使
用されている従来例の構成説明図、第６図、第７
図は第５図の動作説明図である。１……測定管、２……電極部、２１……電極部
本体、２２１……伸張部、２２……リード部、２
２１，２２２，２２３……リード層。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】測定流体が流れるセラミツクス製の測定管中の
電極部分に導電性粉末を混入し導電性を付与した
電磁流量計において、前記導電性を付与した部分の接液側の中央部分
に導電性粉末の体積含有率の大きい部分を設けた
ことを特徴とするセラミツクス電磁流量計。