JPS62261921A - Electrode plate for displacement transducer - Google Patents
Electrode plate for displacement transducerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は変位変換器の電極板に関するものである。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an electrode plate for a displacement transducer.
更に詳述すれば、プラズマ溶射によりセラミックコーテ
ィングがなされた変位変換器の電極板に関するものであ
る。More specifically, the present invention relates to an electrode plate of a displacement transducer coated with a ceramic coating by plasma spraying.
（従来の技術）
セラミックをプラズマ溶射により変位変換器の電極板に
コーティングする場合に、セラミックのコーティングを
基板に密着性よく行うために、前処理が一毅に行われる
。(Prior Art) When coating an electrode plate of a displacement transducer with ceramic by plasma spraying, pretreatment is performed in one step to ensure good adhesion of the ceramic coating to the substrate.
一般的な前処理法としては、（１）ブラスト法、（２）
基板に■又はＵ字型みぞを付ける機械的前処理法、（３
）ブラスト法と機械的前処理法との組合せが従来より一
般的に行われている。Common pretreatment methods include (1) blasting method, (2)
Mechanical pretreatment method of forming ■ or U-shaped grooves on the substrate, (3
) A combination of a blasting method and a mechanical pretreatment method has been commonly used.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような方法では、基板に機械的な方
法で凹凸をつくるため、基板に変形をもたらし、また、
残留応力を生ずる欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a method, irregularities are created on the substrate by a mechanical method, which causes deformation of the substrate, and
It had the disadvantage of generating residual stress.
基板に変形や残留応力を与えることは、大形構造物への
溶射の場合は、ある程度許容できる。しかし、計測セン
サへ適用する場合には、変形や残留応力は温度特性等に
重大な影響を及ぼし、ゼロ点のドリフト等特性の安定性
を大きく阻害する。Deformation and residual stress on the substrate can be tolerated to some extent when thermal spraying is applied to large structures. However, when applied to a measurement sensor, deformation and residual stress have a serious effect on temperature characteristics, etc., and greatly inhibit the stability of characteristics such as zero point drift.
はなはだしい場合には、セラミックをプラズマ溶射によ
り基板にコーティングすることができないことになる。In extreme cases, the ceramic cannot be coated onto the substrate by plasma spraying.
セラミック溶射膜の下地処理として放電加工が考えられ
るが、放電加工でも基板に残留応力が残る。たとえば、
−例としては、表面から０．０５〜０、Ｉｗの深さまで
、残留応力が５０〜７０に５／ｍ＋ａ”で存在する。Electric discharge machining can be considered as a base treatment for ceramic sprayed coatings, but even electric discharge machining leaves residual stress on the substrate. for example,
- As an example, from the surface to a depth of 0.05 to 0, Iw, a residual stress of 50 to 70 5/m+a'' is present.
これは、計測センサの素材としては無視できない存在で
ある。This cannot be ignored as a material for measurement sensors.
本発明は、この問題点を解決するものである。The present invention solves this problem.
本発明の目的は、変形や残留応力の発生を防止し、確実
に堅牢にプラズマ溶射によりセラミックコーティングが
なされ得る変位変換器の電極板を提供するにある。An object of the present invention is to provide an electrode plate for a displacement transducer that can be coated with a ceramic coating by plasma spraying in a reliable and robust manner while preventing the generation of deformation and residual stress.
（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、本朝は、表面が鍛洗いある
いは化学エツチングにより清浄な活性面とされニッケル
と鉄とを主成分とするばね材よりなる基板と、該基板の
表面に溶８ｆされたニッケルを主成分とする溶射金属層
と、該溶射金属層の表面にセラミックのプラズマ溶射コ
ーティングにより形成された絶縁層とを具備してなる変
位変換器の電極板を構成したものである。(Means for solving the problem) In order to achieve this objective, Honcho developed a substrate made of a spring material whose main components are nickel and iron, whose surface has been made into a clean active surface by forge washing or chemical etching. A displacement transducer comprising: a sprayed metal layer containing nickel as a main component, which is melted on the surface of the substrate; and an insulating layer formed on the surface of the sprayed metal layer by ceramic plasma spray coating. This constitutes an electrode plate.
（作用）
以上の構成において、電極板を形成するには、基板の表
面を、酸洗い、あるいは化学エツチングにより清浄な活
性面とする。次に、この基板の表面に、ニッケルを主成
分とする溶射金１層を溶射する。ついで、この溶射金属
層の表面にセラミックのプラズマ溶射コーティングによ
り絶縁層を形成する。(Function) In the above configuration, in order to form an electrode plate, the surface of the substrate is made into a clean active surface by pickling or chemical etching. Next, one layer of thermal sprayed gold containing nickel as a main component is thermally sprayed onto the surface of this substrate. Next, an insulating layer is formed on the surface of this sprayed metal layer by ceramic plasma spray coating.
以下、実施例について詳細に説明する。Examples will be described in detail below.
（実施例）
第１図は本発明を差圧伝送器に使用せる実施例の構成説
明図で、第２図は第１図の要部構成説明図で、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は側断面図である。(Example) Fig. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an embodiment in which the present invention is used in a differential pressure transmitter, and Fig. 2 is an explanatory diagram of the main part configuration of Fig. 1, (A) is a front view, (B ) is a side sectional view.
図において、１は金ｚ製の本体で、本体両側には受圧ダ
イアフラム２，３が取り付けられ、これら受圧素子背後
の室は貫通孔４，５を通じ本体１中夫の室６に接続され
ている。室６には非圧縮性流体口１が封入されている。In the figure, reference numeral 1 denotes a main body made of gold. Pressure receiving diaphragms 2 and 3 are attached to both sides of the main body, and the chambers behind these pressure receiving elements are connected to a chamber 6 in the middle of the main body 1 through through holes 4 and 5. . An incompressible fluid port 1 is enclosed in the chamber 6 .
１１は室６と外部とを連通ずる挿入孔である。２０は挿
入孔ＩＩに挿入され挿入孔ＩＩを閉ぐ金属材よりなるブ
ロックである。11 is an insertion hole that communicates the chamber 6 with the outside. 20 is a block made of a metal material that is inserted into the insertion hole II and closes the insertion hole II.
２１は室６内において、ブロック２ｆｌに片持ちばり状
に支持されたレンジビームである。レンジビーム２Ｉは
ニッケルを主成分とする恒弾性ばね材、二の場合は、た
とえば、商品名ｒ Ｎｉ−５ＰＡＩＩＣＪ ；米国イン
タナショナルニッケルカンパニー社製、商品名ｒ Ｙ−
ＮｉｃＪ ；日本楽器製造株式会社、商品名ｒｓｕｍｉ
−３ｐ＊ａ ＣＪ ：住友特殊金名株式会社製が用い
られている。２ｈは第３図に示す如く、レンジビーム２
１にそれぞれ設けられ自由端側を残した閉曲線状のスリ
ット２１ｂによって形成された移動部である。A range beam 21 is supported in the chamber 6 by a block 2fl in a cantilevered manner. Range Beam 2I is a constant elastic spring material whose main component is nickel.
NicJ; Nippon Musical Instruments Manufacturing Co., Ltd., product name rsumi
-3p*a CJ: Manufactured by Sumitomo Special Kinna Co., Ltd. is used. 2h is the range beam 2 as shown in Figure 3.
This is a moving portion formed by closed curve-shaped slits 21b provided in each of the slits 1 and 21b with a free end remaining.
Ｈｃは移動部２ｆｔを囲んで設けられたレンジばね部で
ある。２１ｄ、は移動部Ｎｔに設けられた穴である。２
１ｆはレンジビーム２１の固定端側の両側に設けられた
スリットで、レンジビーム２！に固定部２１ｇを形成す
る。ロッド１２．Ｈの一端は移動部の゛穴２目に固着さ
れ、他端が受圧ダイアフラム２゜３に取付けられている
。この場合は、一端側はねじ止めされ、他端は溶接固定
されている。２１１は第４図に示す如く、レンジビーム
２１の両千面Ａ。Hc is a range spring part provided surrounding the moving part 2ft. 21d is a hole provided in the moving part Nt. 2
1f is a slit provided on both sides of the fixed end side of the range beam 21, and the range beam 2! A fixing portion 21g is formed at. Rod 12. One end of H is fixed to the second hole of the moving part, and the other end is attached to the pressure receiving diaphragm 2.3. In this case, one end is screwed and the other end is fixed by welding. 211 are both sides A of the range beam 21, as shown in FIG.
Ｂに、移動部２１１部分に溶射されたニッケルを主成分
とする溶射金ＰＡ層で、この場合は、Ｘｌ−Ｃｒ合金（
Ｎ ｉ ８ Ｉｆ ％ 、 Ｃｒ ２ Ｉｆ ％ ）や
Ｎ ｉ−Ｃｒ−Ａ Ｑ合金がプラズマ溶封されて形成さ
れている。２２は、第５図に示す如く、溶射金属層２１
１の表面にセラミックのプラズマ溶射コーティングによ
り形成された絶縁層である。この場合は、アルミナ（Ａ
Ｑｚｏｉ）の粉末をプラズマ溶射てｆｌ、Ｉ〜ｆ１．ｓ
ｍｍ両側均等に接合させて形成する。２３は第６図に示
す如く、絶縁膜２２上に蒸着、スパッタ、厚膜印刷又は
溶射等の方法で形成された移動電極である。第１図に戻
り、２０１はブロック２Ｇに設けられた気密端子である
。２４はレンジビーム２１をはさんで、レンジビーム２
１に対向して配置され、−Ｆａがレンジビーム２１の固
定端側に溶接固定された固定電極支持部材である。２５
は第７図に示す如く、固定電極支持部材２６の、レンジ
ビーム２１に対向した表面に溶射されたニッケルを主成
分とする溶射金属層で、この場合は、＋１ｌ−Ｃｒ合金
（Ｎｉ８０ ％ 、 Ｃｒ２ＯＺ ）や！１ｉ−Ｃｒ−
ＡＱ合金がプラズマ溶射されて形成されている。２６は
第８図に示す如く、溶射金ＰＡ層２５の表面にセラミッ
クのプラズマｉｓ ！）ｆコーティングにより形成され
た絶縁層である。２７は絶縁Ｎｌ２６の表面に設けられ
た固定電極である。B is a thermally sprayed gold PA layer mainly composed of nickel that is thermally sprayed on the moving part 211. In this case, it is an Xl-Cr alloy (
Ni8If%, Cr2If%) or Ni-Cr-AQ alloy is formed by plasma sealing. 22 is a sprayed metal layer 21 as shown in FIG.
This is an insulating layer formed on the surface of 1 by ceramic plasma spray coating. In this case, alumina (A
Qzoi) powder was plasma sprayed to fl, I to f1. s
Formed by joining both sides equally. As shown in FIG. 6, 23 is a moving electrode formed on the insulating film 22 by a method such as vapor deposition, sputtering, thick film printing, or thermal spraying. Returning to FIG. 1, 201 is an airtight terminal provided in the block 2G. 24 is the range beam 2 across the range beam 21.
1, and -Fa is a fixed electrode support member welded and fixed to the fixed end side of the range beam 21. 25
As shown in FIG. 7, is a sprayed metal layer mainly composed of nickel that is sprayed on the surface of the fixed electrode support member 26 facing the range beam 21. In this case, it is a sprayed metal layer containing nickel as a main component. )or! 1i-Cr-
It is formed by plasma spraying AQ alloy. 26, as shown in FIG. 8, ceramic plasma is! on the surface of the sprayed gold PA layer 25! ) is an insulating layer formed by f coating. 27 is a fixed electrode provided on the surface of the insulating Nl 26.
以上の構成において、入力圧Ｐ７． ｈが受圧ダイアフ
ラム２，３に加わると、これらの圧力の差に応じて、移
動電極２３が変位し、固定電極２ｓとの間隙が変わり、
電極間の容量が差動的に変化する。In the above configuration, input pressure P7. When h is applied to the pressure receiving diaphragms 2 and 3, the movable electrode 23 is displaced according to the difference between these pressures, and the gap with the fixed electrode 2s changes,
The capacitance between the electrodes changes differentially.
而して、この容量変化により差圧に関連した電気信号が
得られる。Thus, this capacitance change provides an electrical signal related to the differential pressure.
この場合、移動電極板を構成するレンジビーム２１に溶
射金属層２１１及びセラミックのプラズマ溶射コーティ
ングにより絶縁ＰＪ２２を形成する場合、あるいは、固
定電極板を構成する固定電極支持部材２４に溶射層ｆｆ
１ｆｆｉ２ｓ及びセラミックのプラズマ溶封コーティン
グにより絶縁１１１１２＆を形成する場合には、次の如
き工程により製作される。In this case, if the insulation PJ 22 is formed by sprayed metal layer 211 and ceramic plasma spray coating on the range beam 21 constituting the moving electrode plate, or if the insulating PJ 22 is formed on the range beam 21 constituting the moving electrode plate, or the thermal sprayed layer ff is formed on the fixed electrode support member 24 constituting the fixed electrode plate.
When the insulation 11112& is formed by plasma sealing coating of 1ffi2s and ceramic, it is manufactured by the following steps.
まず、レンジビーム２１又は固定電極支持部材２４の溶
射金Ｍ層を施す面の表面を酸洗い、あるいは化学エツチ
ングにより清浄な活性面とする。；予次に、この面に、
ニッケルを主成分とする溶射金属層２＋１，２５を溶射
する。次に、この金属溶射層の面にセラミックのプラズ
マ溶射コーティングにより絶縁層２２．２６を形成する
。この絶縁層２２．２６の表面に移動電極２３又は固定
電極２７を構成する。First, the surface of the range beam 21 or the fixed electrode support member 24 on which the sprayed gold M layer is applied is made into a clean active surface by pickling or chemical etching. ; Next, on this side,
A sprayed metal layer 2+1, 25 containing nickel as a main component is sprayed. Next, an insulating layer 22, 26 is formed on the surface of the metal sprayed layer by ceramic plasma spray coating. A moving electrode 23 or a fixed electrode 27 is formed on the surface of this insulating layer 22, 26.
この場合、レンジビーム２１又は固定電極支持部材２４
と溶射金属層２１１又は２５との間には、薄い合金層を
形成し、確実な結合が得られる。更に、表面には丁度ブ
ラスト加工を施したのと同じような凹凸の下地溶射ＫＩ
２１１．２５が形成できる。このＮｉ−Ｃｒ合金の溶射
金属層２１１．２５の上にセラミックを溶射することに
より、レンジビーム２１又は固定ｔ ｔｉ支持部材２４
に残留応力を残さないで、プラズマ溶射て０．１〜Ｉｆ
、５ｍｍの厚いセラミックの絶縁層２２．２６を形成
することができる。In this case, the range beam 21 or the fixed electrode support member 24
A thin alloy layer is formed between the metal layer 211 or 25 and the sprayed metal layer 211 or 25 to ensure a reliable bond. Furthermore, the surface is coated with thermal sprayed KI, which has the same unevenness as the blasted surface.
211.25 can be formed. By spraying ceramic onto this sprayed metal layer 211.25 of Ni-Cr alloy, the range beam 21 or fixed support member 24 is
0.1~If by plasma spraying without leaving any residual stress on the
, 5 mm thick ceramic insulation layer 22,26 can be formed.
このような溶射法を採用した場合と、従来のブラスト加
工を施した場合の引張り強度の比較を第９図に示す。母
材との結合強度は、セラミック嘆の引張り強度を上まわ
り十分使用可能な値である。FIG. 9 shows a comparison of the tensile strength when such a thermal spraying method is employed and when conventional blasting is applied. The bonding strength with the base material is a value that exceeds the tensile strength of ceramic bonding and is sufficiently usable.
また、高温・急冷試験においても、クラック等が入るこ
ともない。Moreover, no cracks appear even in high temperature/quenching tests.
第１０図は、溶射部分の断面を示したもので、平坦な母
材Ａ面上に、ニッケルークロム合金の溶射金属層Ｂが溶
射され、更に、その上にセラミックのプラズマ溶射コー
ティングにより形成された絶縁層Ｃが溶射された状態を
示す。Figure 10 shows a cross-section of the sprayed part, in which a sprayed metal layer B of nickel-chromium alloy is sprayed on the flat base material A, and a ceramic plasma sprayed coating is further formed on top of the sprayed metal layer B. This shows a state where an insulating layer C has been thermally sprayed.
この結果、変形や残留応力の発生を防止し、確実に堅牢
にセラミックのプラズマ溶射コーティングにより形成さ
れた絶！を層を有する電極板により構成された差圧伝送
器が得られる。したがって、温度特性の良好な差圧伝送
器が得られる。As a result, the ceramic plasma sprayed coating prevents deformation and residual stress and ensures robustness. A differential pressure transmitter is obtained which is constituted by an electrode plate having a layer of. Therefore, a differential pressure transmitter with good temperature characteristics can be obtained.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は、表面が酸洗いあるいは
化学エツチングにより清浄な活性面とされニッケルと鉄
とを主成分とするばね材よりなる基板と、該基板の表面
に溶射されたニッケルを主成分とする溶射層ｍ層と、該
溶射金届店の表面にセラミックのプラズマ溶射コーティ
ングにより形成された絶縁層とを具備してなる変位変換
器の電極板を構成したので、変形や残留応力の発生を防
止し、確実に堅牢にセラミックのプラズマ溶射コーティ
ングにより形成された絶！１層を有する電極板を実現す
ることができる。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention provides a substrate made of a spring material whose surface is made into a clean active surface by pickling or chemical etching and whose main components are nickel and iron; The electrode plate of the displacement transducer is composed of m layers of thermally sprayed layers mainly composed of thermally sprayed nickel, and an insulating layer formed by ceramic plasma spray coating on the surface of the thermally sprayed metal. Formed by a ceramic plasma spray coating that prevents deformation and residual stress and ensures robustness! An electrode plate with one layer can be realized.
第１図は本発明を差圧伝送器に使用せる実施例の構成説
明図、第２図は第１図の要部構成説明図で、（Ａ）は正
面図、（Ｂ）は側断面図、第３図は第２図の要部構成説
明図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側断面図、（Ｃ）は
平面図、第４図は溶射金属層の説明図で、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は側断面図、第５図は絶縁膜の説明図で、（
Ａ）は正面図、（Ｂ）は側断面図、第６図は移動電極の
説明図、第７図は溶射金ｉ層の説明図、第８図は絶縁層
と固定電極の説明図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面
図、第９図は引張強度の比較図、第１０図は溶射部分の
断面説明図である。
ｌ・・・本体、Ｉ＋、１９・・・挿入孔、１２．■・・
・ロッド、ｌｏｔ・・・非圧縮性流体、２，３・・・受
圧ダイアフラム、２０・・・ブロック、２０１・・・気
密端子部分、２１・・・レンジビーム、２１１・・・溶
射金属層、２ｈ・・・移動部、２１ｂ・・・スリット、
２１ｃ・・・レンジばね部、２１ｄ、・・・穴、２１ｆ
・・・スリット、２１ｇ・・・固定部、２２・・・絶縁
膜、２３・・・移動電極、２４・・・固定電極支持部材
、２５・・・溶射台Ｍ層、２ト・・絶縁膜、２７・・・
固定電極、４，５・・・貫通孔、６・・・室。
第１図
（Ａ）
（Ｂ）
馬５図
篇７図Fig. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an embodiment in which the present invention is used in a differential pressure transmitter, and Fig. 2 is an explanatory diagram of the main part configuration of Fig. 1, where (A) is a front view and (B) is a side sectional view. , Fig. 3 is an explanatory diagram of the main part configuration of Fig. 2, (A) is a front view, (B) is a side sectional view, (C) is a plan view, and Fig. 4 is an explanatory diagram of the sprayed metal layer. (A) is a front view, (B) is a side sectional view, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the insulating film.
A) is a front view, (B) is a side sectional view, Fig. 6 is an explanatory diagram of the moving electrode, Fig. 7 is an explanatory diagram of the sprayed gold I layer, and Fig. 8 is an explanatory diagram of the insulating layer and fixed electrode. (A) is a front view, (B) is a plan view, FIG. 9 is a comparison diagram of tensile strength, and FIG. 10 is a cross-sectional explanatory diagram of the sprayed part. l...main body, I+, 19...insertion hole, 12. ■・・
・Rod, lot... Incompressible fluid, 2, 3... Pressure receiving diaphragm, 20... Block, 201... Airtight terminal portion, 21... Range beam, 211... Sprayed metal layer, 2h... moving part, 21b... slit,
21c... Range spring part, 21d,... Hole, 21f
... Slit, 21g... Fixed part, 22... Insulating film, 23... Moving electrode, 24... Fixed electrode support member, 25... Thermal spraying table M layer, 2t... Insulating film , 27...
Fixed electrode, 4, 5... through hole, 6... chamber. Figure 1 (A) (B) Horse 5 Figure 7
Claims (1)
面とされニッケルと鉄とを主成分とするばね材よりなる
基板と、該基板の表面に溶射されたニッケルを主成分と
する溶射金属層と、該溶射金属層の表面にセラミックの
プラズマ溶射コーティングにより形成された絶縁層とを
具備してなる変位変換器の電極板。A substrate made of a spring material whose surface is made into a clean active surface by pickling or chemical etching and whose main components are nickel and iron; a sprayed metal layer whose main components are nickel sprayed on the surface of the substrate; An electrode plate for a displacement transducer comprising a sprayed metal layer and an insulating layer formed by ceramic plasma spray coating on the surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10609286A JPS62261921A (en) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | Electrode plate for displacement transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10609286A JPS62261921A (en) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | Electrode plate for displacement transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62261921A true JPS62261921A (en) | 1987-11-14 |
Family
ID=14424901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10609286A Pending JPS62261921A (en) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | Electrode plate for displacement transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62261921A (en) |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP10609286A patent/JPS62261921A/en active Pending
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