JPS62137521A - 電磁流量計電極部の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、測定管をセラミック材で形成してなる電磁流
量計に採用して好適な電磁流量計電極部の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、電磁流量計は、ファラデーの電磁誘導現象を利
用して測定管内を通過する導電性を有する被測定流体の
流量を電気信号に変換し、その流量測定を行なうもので
ある。そして、このような電磁流量計は、測定にあたっ
て可動部分がなく、また測定のために圧力損失を生じる
ことがなく、さらに他の測定方式では測定困難な腐食性
流体、スラリ、固形物などを含んだ混合流体の流量測定
も可能であるといった利点を有し、各方面に多用されて
いる。

ところで、この種の電磁流量計における測定管として従
来一般には、ステンレス鋼などで形成されかつその内面
を絶縁ライニングで被覆したものが用いられていたが、
近年では非導電性材料であるアルミナ（Ａ１２０３　）
などといったセラミック材で形成したものが開発され、
耐食性に優れかつ高温状態で使用しても変形せず、また
電極等の鋳込も可能で、電極部での適切なシール状態を
得やすい等といった多くの利点を奏することから広く用
いられるようになっている。

そして、このようなセラミック製の測定管を用いてなる
電磁流量計として、近年、種々の構造を有するものが提
案されているが、その実用化にあたって問題とされると
ころとして、測定管に組付は固定される電極部部分があ
る。すなわち、この種の電磁流量計において、セラミ−
２り製の測定管に電極を組付けるにあたって、従来一般
には、白金等の高温溶融金属材からなる電極部材を、未
焼成セラミツク材からなる測定管内に挿入して一体的に
焼成するような方法が採られていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した構成によるセラミック製の測定
管に対して白金等による電極部材を一体的に焼成する方
法では、この電磁流量計による被測定筐体が耐食性を必
要としないものである場合に白金電極が高価であること
から、実用上での問題が大きいものであった。また、被
測定流体が耐摩耗性等が要求されるスラリー、固形物流
体等である場合には、電極部分の摩耗が著しいため、そ
の摩耗対策として電極接液部の厚さを厚くする必要があ
るが、この場合にもコスト高を招いてしまうものであり
、しかも電極が所定以上に摩耗してしまった場合には、
測定管を含めた全体を交換することが必要となる等とい
った欠点があった。さらに、上述した白金等による一体
焼成構造では、電極の接液面積を大きくすることは構造
的に困難さを伴なうものであり、またセラミック製測定
管と白金電極とのシール部および固定部に対し、一体焼
成時に応力が集中し、過度の衝撃力あるいは温度衝撃等
で測定管側に破損等を生じる等といった問題を招く虞れ
もあった。

このような問題を解消し得るものとして、焼成済の測定
管に形成した電極取付は孔に対し、別に準備した電極を
測定管内部または外部から挿入して機械的に取付は固定
するようにしてなる構成のものも知られており、上述し
た一体焼成構造のように焼成温度の限定されない電極材
料を選択し得ることから、被測定流体が耐食性等を要求
しない場合に用いてその効果は大きいものであるが、そ
の一方において、このような内挿型または外挿型の電極
取付は構造では、その測定管での取付部分の成形加工性
やシール性などの面で若干の問題を生じるものであった
。すなわち、上述した測定管の周壁部は、全体が管体状
で形成されていることから、所要の曲率で湾曲している
ものであり、このような所に電極を載置固定し、所要の
シール性を確保し得る平坦な段部等を形成することは、
測定管の成形加工時においても、また後加工として機械
加工を施す場合にも、非常に困難なものであり、このよ
うな点を考慮して何らかの対策を講じることが必要とさ
れている。

〔問題点を解決するための手段〕

このような要請に応えるために、本発明に係る′Ｉｔ磁
流磁流型計電極部造方法は、一端を平坦面をもって形成
してなるセラミック素材からなる電極支持用の筒体を焼
成して準備するとともに、この筒体をセラミック素材に
より形成した測定管の側壁部に設けた貫通孔に挿通させ
た状態で全体を焼成することによりこれら測定管と筒体
とを一体化し、しかる後前記筒体の平坦面に当接するフ
ランジ部を有する電極をシール材を介装した状態で挿入
して圧接固定するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、電極支持用の平坦面を有する筒体を、
予めセラミック素材により成形し、これを測定管側に組
付けて全体を焼成するようにしているため、電極を安定
かつ適切にシールした状態で装着し得る電極取付は部を
簡単かつ精度よく形成し得るものである。

〔実施例〕

以下１本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図および第２図は本発明に係る電磁流量計電極部の
製造方法の一実施例を示すものであり。

これらの図において、符号ｌはその両端部に外方に突出
するフランジｌａ、ｌａを一体的に形成してなるセラミ
ック製測定管で、この測定管１の外周部には、これを上
、下方向から挟むようにして、測定管ｌ内の被測定流体
の流れの方向と直交する方向に磁界を与える略々鞍形状
に巻回される一対の励磁コイルおよびインナーコア（共
に図示せず）等が適宜配設され、またこの測定管ｌの周
壁部中央部分には、被測定流体の流れの方向および前記
励磁コイルによる磁界の方向のそれぞれと直交する方向
に、一対の電極２．２（一方は図示せず）が互いに対向
して配設され、これにより導電性を有する被測定流体中
で生じる起電力を取出すような構成とされている。ここ
で、本実施例では、電極２を測定管ｌの内側から装着す
る内挿型の場合を示し、この電極２は大径なフランジ部
２ａと小径なねじ軸２ｂとからなり、そのねじ軸２ｂに
は測定管ｌ外部で電極リード線３を固定するためのナツ
ト４，４が螺合して設けられ、また前記フランジ部２ａ
の外側面には０リング等のシール材５を装着する環状溝
６が形成されている。

さて、本発明によれば、上述したようなセラミック製測
定管１を用いてなる電磁流量計において、一端を平坦面
１０ａをもって形成してなるセラミック素材からなる電
極支持用の筒体１０を焼成して準備するとともに、この
筒体１０をセラミック素材により形成した測定管ｌの側
壁部に設けた貫通孔１１に挿通させた状態で全体を焼成
することによりこれら測定管１と筒体１０とを一体化し
、しかる後前記筒体１０の平坦面１０ａに当接するフラ
ンジ部２ａを有する電極２をシール材５を介装した状態
で挿入して圧接固定するようにしたところに特徴を有し
ている。

ここで、上述したセラミック素材からなる電極支持用の
筒体ｌＯとしては、円筒状を呈するものが最も一般的で
あるが、勿論四角形状等というように多角形状を呈する
角筒状を呈するものであってもよいことは明らかであろ
う、また、図中１０ｂは筒体ｌＯに穿設されているねじ
軸２ｂに対応する孔部である。

そして、このような構成による本発明によれば、電極支
持用の平坦面１０ａを有する筒体１０を、予めセラミッ
ク素材により成形して焼成し、これを測定管ｌ側の貫通
孔１１に組付けて全体を焼成するようにしているため、
電極２を安定かつ適切にシールした状態で装着し得る電
極取付は部、特にフランジ部２ａを係止支持する平坦面
ｌＯａの平面度を簡単かつ精度よく形成し得るものであ
る。

ここで、上述した筒体１０は、未焼成あるいは半焼成と
されているセラミック製の測定管１に形成した貫通孔ｌ
ｌ内に、測定管１の外側から挿入され、かつこれら全体
を完全焼成することで、測定管ｌ側に一体化されるもの
である。ここで、上述したセラミック製筒体１０は、測
定管１に対する組込み時において、完全焼成であっても
、また半焼成状態であってもよいものであり、要は素材
−半焼成一完全焼成の段階において、測定管１よりも一
段階以上後の状態にあれば、測定管ｌを焼成することで
、収縮する貫通孔１１内壁部で確実に挟持されて固着さ
れるものである。これは、セラミック素材は焼成される
ことで内孔の径が縮むように収縮し、その内部に内装し
た部材をいわゆる焼嵌め状態で保持することで、確実な
シール状態を保った固着状態を得られることから、容易
に理解されよう。

そして、上述したような構成によれば、耐食性が要求さ
れない場合、融点が低く安価なステンレス等の材質によ
り電極２を形成することが可ス尉で、また耐食性が要求
される場合にも、シール材５を適宜選択することで、一
体焼成では使用が不可能であった電極材質を利用し得る
ものである。

さらに、電極２を支持する筒体１０に対して、予め種々
の加工を精度よく施すことができるため、電極２の固定
とシールとを安定して確実に行なえ１歩留りが向とする
等といった利点もある。

また、本実施例では、内挿型の電極？であるため、高圧
流体での電極部でのシールが確実に行なえ、さらに耐摩
耗性を向上させるうえで、電極の肉厚を任意に選択でき
、その材料としても耐摩耗性金属材料を自由に選択し得
るものである。

また、上述した構成では、電極２が摩耗した場合に電極
２のみを自由に交換し得るものであり、さらに筒体１０
を測定管ｌと同一のセラミック材質あるいは線膨張係数
が近い材質を選択することで、応力の発生を少なくシ、
温度（熱）衝撃に対しての強度も補償し得るものである
。

なお、上述した内挿型の電極２の取付構造と、しては、
たとえば第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ’）に示
すような種々の変形例が考えられるものである。すなわ
ち、同図（ａ）はシール材５をねじ軸２ｂ部分に装着し
た場合を示しているが、この部分の嵌合精度は前記筒体
１０の平坦面１０ａによって簡単に得られるもので、電
極２を安定して支持するとともに、適切なシールを行゛
なえることは明らかであろう。同図（ｂ）は耐食性を得
るためにテフロンガスケット等のシール材５を用いた場
合を示しており、ここで符号４ａは電極固定用のスプリ
ングである。同図（ｃ）は電極２保持用の凹部を有する
筒体１０を用いた場合で、ばね座金４ｂが用いられてい
る点等で若干構造が相違するも、その作用効果は容易に
理解されよう。

また、上述した実施例では、内装型の電極２を筒体１０
に対し組付は保持させるようにした場合を示しているが
、本発明はこれに限定されず、外装型の電極２０を取付
けるにあたっても、採用してその効果を発揮し得るもの
である。

すなわち、第４図（ａ）　、　（ｂ）において、符号２
１は測定管１の貫通Ｋ１１に嵌装されて一体的に焼成さ
れるセラミック製筒体で、その平坦面２１ａには、電極
２０のフランジ部２０ａが装着される。なお１図中２２
は電極固定用ナツトで、セラミック製の筒体２１に直接
ねじ部２２ａを介して螺合されている場合が示されてい
る。また、２３．２４；２５はシール材で、いずれかの
位置に少なくとも一ケ所に設けるとよいもので、勿論そ
の装着溝を筒体２１側に形成してもよいものである。

さらに、第５図（ａ）、（ｂ）に示すように、セラミッ
ク製筒体２１側にメタライズを介してねじ部２６ａを有
する金属板２６をろう付は等で付設し、これに螺合され
るナツト２２により、スプリング２２ａを介して電極２
０を押圧保持するようにしたり、あるいはボルト２７．
ナツト２８等で筒体２１の一部に形成したフランジ２１
ｂを係止固定するようにしてもよいことは勿論である。

ここで、２９は押え板である。

また、上述した実施例では、電極支持用の筒体ｔｏ、２
１の一端を、その軸線方向と直交する面（平坦面１０　
ａ　、　２１　ａ）で形成した場合を説明したが、本発
明はこれに限定されず、第６図（ａ）。

（ｂ）に示すように、テーパ状に凹設されＯリング３０
の当り面となる面３１を有している筒体３２を用いて電
極３３を支持するようにしてもよいものである。要は、
上述した筒体３２の一端部が平坦面３４で構成されてお
ればよい、勿論、上述したテーパ状部分（３１）を円弧
面で形成してもよいことは言うまでもない。ここで、上
述した第６図（ａ）は内装型を、同図（ｂ）は外装型の
場合を示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る電磁流量計電極部の
製造方法によれば、一端を平坦面をもって形成してなる
セラミック素材からなる電極支持用の筒体を焼成して準
備するとともに、この筒体をセラミック素材により形成
した測定管の側壁部に設けた貫通孔に挿通させた状態で
全体を焼成することによりこれら測定管と筒体とを一体
化し、しかる後前記筒体の平坦面に出接するフランジ部
を有する電極をシール材を介装した状態で挿入して圧接
固定するようにしたので、予め別体に成形される電極支
持用の平坦面を有する筒体により、電極を安定かつ適切
にシールした状態で装着し得る電極取付は部を簡単かつ
精度よく形成し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係るＴｒＬ磁流磁流型計
電極部造方法の一実施例を示す測定管の要部拡大断面図
およびその組立状態を示す概略分解図、第３図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）ないし第５図（ａ）　、　（ｂ）は本発
明の別の実施例を示す電極部の概略断面図、第６図（ａ
）　、　（ｂ）は同じく本発明の他の実施例を示す概略
分解図である。 １・＠ｅ拳セラミック製測定管、　　２，２０゜３３　
ｅ　ｍ　番ｍ電極、２ａ、２０ａｅａｓ＊フランジ部、
５；　２３．２４；　２５．３０−−・・シール材、１
０．２１・・・・セラミック製筒体。 １０ａ、２１ａ；３４＊＊＊＋＋平坦面、１１−−・・
貫通孔。 特許出願人　　山武ハネウェル株式会社代　　理　　人
　　山川政綱（ほか２名）第１図 第２図 第４図 （Ｃ１）　　　　　　　　　　　（ｂ）第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一端を平坦面をもって形成してなるセラミック素材から
   なる電極支持用の筒体を焼成して準備するとともに、こ
   の筒体をセラミック素材により形成した測定管の側壁部
   に設けた貫通孔に挿通させた状態で全体を焼成すること
   によりこれら測定管と筒体とを一体化し、しかる後前記
   筒体の平坦面に当接するフランジ部を有する電極をシー
   ル材を介装した状態で挿入して圧接固定することを特徴
   とする電磁流量計電極部の製造方法。