专利名称：制造电磁流量计电极的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造电磁流量计电极的方法，具体地说，涉及一种用在具有陶瓷测量管的电磁流量计中的电极的制造方法。
用于电磁流量计中的常规测量管是用不锈钢等制成的，该管的内表面覆盖有绝缘衬里。但近年来，已研制出一种依靠烧结作为非导电材料的陶瓷材料(如氧化铝Al2O3)而制成的测量管。这种测量管与具有衬里的常规金属测量管相比具有更高的抗蚀性，而且在高温下没有形变。此外，在这种测量管中可以浇铸电极等。因此，这种具有诸多优点的测量管已被广泛应用。已提出多种结构作为利用这种陶瓷管的电磁流量计的电极结构。在日本专利公开第58-501552号中公开了该结构的一个实例。如
图1a和1b所示，在这种结构中，在由未烧结陶瓷材料(如氧化物陶瓷)制成的圆柱形模压体4的周壁的中部形成一对对置的电极插孔3。将电极1插入电极插孔3中，使其内端朝向模压体4的内部。在这种情况下，在大约1800℃下烧结模压体4，以获得测量管，与此同时，通过烧结使电极1整体固定于电极插孔3内。即由于烧结时陶瓷材料收缩(在Al2O3的情况下约收缩17-20%)，电极1与测量管4便形成一个整体，并获得电极插孔3的液体密封性。利用贵金属(如铂或铂合金)作电极材料，这是因为这些金属具有令人满意的抗陶瓷材料烧结温度的耐热性并具有与陶瓷热膨胀系数相近的热膨胀系数。
参考数字5表示一对安装在测量管4外表面上的励磁线圈。
但根据以上方法(其中将电极1插入未烧结的陶瓷模压体4中，并利用烧结将电极1整体固定在测量管上，以便可靠地使电极插孔3密封)，必须严格设定电极1与插孔3之间的尺寸公差，而且每个电极1的外围表面与每个电极插孔3的内表面必须具有预定的表面粗糙度或更高(即表面起伏必须细密)。但是，因为电极插孔3未经烧结而比较脆弱，所以难以承受住为得到所需表面粗糙度而进行的机械加工，这样便导致了繁多的制造步骤和较低的产量。此外，当电极1插入未烧结的电极插孔3中时，孔的内表面易于损坏。所以，在安装过程中必须特别小心。而且，陶瓷材料在烧结时的收缩率因批量，或者即便是在同一批而因制造时间(尤其因季节或气候的温度或湿度的影响)的不同而不同。出于这个原因，在各烧结步骤中，必须严格控制电极1的外径和电极插孔3的孔径。如果尺寸公差不适当，则电极1的固定或液体密封性会有缺陷，或由于烧结时应力的作用测量管4断裂或损坏。
因此，本发明的主要目的是提供一种电磁流量计的电极的制造方法，用这种方法，可以可靠地固定电极和获得电极插孔的液体密封性，可以获得不会因烧结时的应力作用而断裂或损坏的测量管，增加了选择电极材料的自由度。
为了达到本发明以上目的，提供了一种制造电磁流量计的方法，该方法包括有以下步骤将电极部件插入和填入一对从外到内穿过由烧结陶瓷材料制成的测量管的周壁，且相互对置地插入孔内，对电极部件加热和固化以形成电极。
图1a和图1b分别是测量管主要部分的截面图和放大的截面图，示明了常规电极的结构;
图2是测量管主要部分的截面图，示明了按照本发明实施例制造电磁流量计电极的方法;
图3a、3b和3c分别是其它电极实施例的截面图;
图4是测量管主要部分的截面图，示明了本发明另一实施例;
图5a、5b、5c和5d分别是说明电极中心部分的其它实施例的截面图;
图6是测量管主要部分的截面图，示明了本发明又一实施例;
图7a-7e是电极中心部分的又一些其它实施例的截面图;
图8是测量管主要部分的截面图，示明了本发明又一实施 图9和10分别是主要部分截面图，示明了电极的又一些其它实施例;
图11是测量管的主要部分截面图，示明了本发明又一实施例;
图12a至12d示明了电极的又一些其它实施例。
图2是用本发明实施例的电极制造方法制造的电极的截面图。参照图2，参考数字14表示由陶瓷材料(如Al2O3或ZrO2)制成的测量管。一对励磁线圈(见图1a)安置在测量管14的外表面上，垂直地夹着测量管14，从而在与流经测量管14的待测导电液16的流动方向相垂直的方向上产生一个磁场。一对电极插孔13A和13B形成在测量管14的外围壁中部，它们相互对置在垂直于待测液体16的流动方向并且垂直于励磁线圈产生的磁场方向的方向上。电极11A和11B分别放入电极插孔13A和13B中。由于电极11A和11B具有相同结构，下面仅描述电极11A。通过金属化按液体类型决定的导电材料构成的各种糊剂来制成电极11A。如果作为电极需要有抗腐蚀性，则采用由铂、金等构成的金属粉末糊剂。如果不需要抗腐蚀性，则将Mo-Mn基糊剂、W基糊剂、Ag-Pd基糊剂、Ag-Pt基糊剂和Ag糊剂等用于电极部件。电极11A的内端面11a朝向测量管14的内部，以形成液体接触表面，其外端面11b固定于信号引线20A的一端上。
下面描述制造以上电极结构的方法。首先，用陶瓷材料(如Al2O3)形成圆柱形模压体。利用常规方法，通过对粉状未烧结陶瓷材料外部加压或全同加压，可便利地形成模压体，通过烧结使该模压体成为测量管14。此时，电极插孔13A和13B的形成要考虑到在下面烧结步骤中发生的收缩。但是，可以在烧结后进行研磨来形成电极插孔13A和13B。把如上述那样获得的模压件在预定温度(在Al2O3的情况下约为1800℃)下烧结，以获得测量管14。
在完成测量管14的烧结步骤时，电极插孔13A和13B经过机械加工以获得所需孔径和表面粗糙度。在测量管14的电极插孔13A和13B中填入一种糊剂。在这种情况下，将测量管14在预定温度加热预定的时间(若糊是铂糊时，在约1000-1200℃，时间为10-30分钟)。结果，糊剂被烧结在电极插孔13A和13B中，分别形成电极11A和11B。这时，糊剂中的有机成分被蒸发掉或烧掉。如果一个周期过程不能令人满意(例如，因热收缩作用产生凹进部分)，则可以再次填入相同类型的糊剂并使其金属化。
在形成电极11A和11B之后，将信号引线20A(20B)的一端连接至电极11A(11B)的外端，将励磁线圈如图1所示那样安装到测量管14的外表面上，由此完成测量管14。
图3a至3c示出了用于增加液体接触表面的电极11A(11B)的改形。参照图3a，作为内端的半球型伸出部分11d伸入测量管14。在图3b中，把内端部分制成向着测量管14内部加宽的圆锥形部分。在图3c中，内端被制成盘状部分11f。以这种方式，对电极的形状可作出各种改形。
按照以上制造电极结构的方法，在测量管14被烧结后，将糊剂填入电极插孔13A和13B并在其内金属化，以形成电极。这样，可进行电极插孔13A和13B的后加工，或如果需要的话，可在烧结测量管14后形成电极插孔13A和13B。结果，可获得所需孔径和表面粗糙度，解决由于批量不同或制造时间不同而引起的变化问题。此外，因为是在烧结测量管14之后烧结电极11A和11B，所以如果需要，可烧结电极11A和11B多次。这样，可以可靠地获得电极插孔13A和13B的液体密封性，以避免待测液体16的泄漏。由于电极11A和11B的烧结温度仅根据使用的糊剂材料来确定，所以不必考虑测量管14的烧结温度。因此，由于选择电极材料的自由度增加了，所以可采用更多的廉价材料。另外，与常规制造方法(其中，在烧结电极时将未烧结的测量管与电极11A和11B进行整体烧结)相比，测量管14几乎不发生收缩，仅有糊剂的收缩产生小应力。由此，可减小或避免测量管14的断裂或损坏。另外，与测量管一起整体烧结的电极即便是其由于例如磨损而需要更换也不能更换。但是，根据本发明的方法，由于电极11A和11B可依靠添加和烧结糊剂来更换，所以测量管本身就不必更换。
按照本发明制造电磁流量计电极的方法，先烧结陶瓷测量管，然后将糊剂填入测量管的电极插孔，并在其内金属化以形成电极，由此，增加了选择电极材料种类的自由度。此外，由于单郎战岵饬抗埽钥梢约跎偕战崾痹诘缂沧安课淮Σ挠αΓ⒁虼思跣〉缂战崾辈挠αΓ佣苊獠饬抗艿亩狭鸦蛩鸹怠６遥词故怯捎谂坎煌蛑圃焓奔洳煌鸪叽绫浠部山泻蠹庸ぃ曰竦玫缂蹇椎乃璩叽缇群捅砻娲植诙龋佣岣卟俊４送猓捎谌绻枰幕翱山腥魏未问牡缂战幔钥苫竦每煽康囊禾迕芊庑浴Ｕ庋憧梢杂煤艿偷姆延帽憷刂圃旄咝阅艿牡缂峁埂 图4示出了本发明的另一实施例。参照图4，参考数字30表示由例如Al2O3或ZrO2制成的陶瓷测量管。一对励磁线圈(见图1a)安装在测量管30的外表面上，垂直地夹着测量管30，并在与待测的导电液31的流动方向垂直的方向上产生磁场。将一对电极32A和32B插入测量管30周壁的中部，相互对置在垂直于待测液体31的流动方向并且垂直于励磁线圈产生的磁场方向的方向上，由此取得待测液体31中产生的电动势。
由于电极32A和32B具有相同结构，下面仅描述电极32A。电极32A由棒状电极中心部分32a和金属层32b构成，该电极中心部分与测量管30相似由陶瓷材料(如Al2O3或ZrO2)制成，并插在电极插孔33A中，该金属层32b利用烧结形成在电极中心部分32a的周围表面和内端表面上，使电极插孔33A密封。电极中心部分32a朝向测量管的内部，形成液体接触面，其外端通过帽盖35A连接至信号引线34A的一端。
下面描述以上所述电极结构的制造方法。首先，用陶瓷材料(如Al2O3)制成未烧结的测量管(即模压体)。依靠用常规方法外部加压或全同加压来压缩粉状未烧结陶瓷材料，可以便利地获得该模压体，此时，要考虑到下面烧结步骤中出现的收缩，形成电极插孔33A和33B。但是可以通过在烧结之后的研磨来形成电极插孔33A和33B。将如上述那样制成的模压体在约1800℃的烧结温度下烧结，以形成测量管30。
在完成测量管30的烧结步骤之后，以与形成测量管相同的方式，利用陶瓷材料(如Al2O3)形成未烧结电极的中心部分，然后将该中心部分在约1800℃的烧结温度下进行烧结，以形成电极中心部分32a。在烧结之后，如果需要的话，对测量管30和电极中心部分32a进行研磨，以获得所需的尺寸和表面粗糙度。然后，把金属粉末糊剂涂覆在测量管30的电极插孔33A(33B)的内表面上和电极中心部分32a的表面上。
如果待测液体31是酸或碱，则电极32A和32B必须具有抗腐蚀性，因而采用由铂、金等构成的金属粉末糊剂。如果不需有抗腐蚀性，则可用Mo-Mn糊剂、W基糊剂、Ag-Pd基糊剂、Ag-Pt基糊剂、Ag糊剂等作为电极部件。将涂覆有铂糊剂的电极中心部分32a插入烧结过的陶瓷测量管30的电极插孔33A(33B)中。在这种情况下，将测量管30在约1100℃温度下加热(金属化)一个预定时间。由于糊剂的有机物被蒸发或烧掉，糊剂便变成为薄金属层32b。依靠该金属层32b，电极中心部分32a烧结在电极插孔33A(33B)中，插孔33A(33B)被密封。
此后，把由金属或由金属和绝缘材料构成的帽盖35A和35B安装在电极32A和32B的外端上，将励磁线圈安装在测量管30的外表面上，由此，完成测量管30。
按照上述的电极制造方法，测量管30和电极中心部分32a相互独立地烧结，将糊剂涂覆在电极中心部分32a上和电极插孔33A(33B)上，然后把中心部分32a插入，并利用烧结使其固定在电极插孔33A(33B)中。这样，测量管30和电极中心部分32a可以在象烧结普通金属一样烧结后经受机械加工。确切地说，电极插孔33A和33B可以具有在普通金属制作中获得的精度和表面粗糙度，从而解决因批量不同或制造时间不同而引起的偏差问题。此外，在电极中心部分32a插入孔中时，电极插入孔33A和33B不会损坏。这样，由于依靠金属层32b可以可靠地进行电极中心部分32a的烧结/固定以及电极插孔33A(33B)的密封，所以可以防止待测液体31的泄漏。而且，由于预先进行烧结，电极中心部分32a烧结时的收缩量小，并且与常规制造方法(其中测量管和电极被整体烧结)相比，电极处仅产生小的应力，由此可以减小或避免测量管30的破裂或损坏。再者，与测量管一起整体烧结的电极即便是由于例如磨损而需要更换也不能更换。但在本发明方法中，依靠对金属层32b加热，使其熔化，就可以更换电极中心部分32a，以便有效地利用测量管30。
图5a至5d示出了几种改形，其中外径相对于电极中心部分32a的位置有局部变化。在图5a和5d中，外端部分的直径增大，形成外部插入中心部分。在图5b和5c中，内端部分的直径增大，形成内部插入中心部分。在图5a和图5b中，电极插孔33A(33B)在整个长度方向上直径大小均匀。在图5c和5d中，在电极插孔33A(33B)的内、外开口端处分别形成位置37和38，使得电极中心部分32a的大直径部分位于位置37或38中。图5b或5c中所示的内部插入电极中心部分32a具有较大的液体接触表面，从而有利于测量低异电性的待测液体。
图6示出了由铂(或铂合金)制成并且依靠铂粉末糊剂(或铂合金粉末糊剂)烧结/固定的电极中心部分32a。在这种情况下，由于电极中心部分32a本身由导电材料制成，所以只需在周围表面上涂覆铂粉末糊剂(或铂合金粉末糊剂)，而不必在液体接触表面涂覆。此外，如图4中所示实施例那样，电极中心部分32a的烧结步骤在陶瓷测量管30被烧结后进行。如果需要有抗腐蚀性，则铂糊剂(或铂合金粉末糊剂)最好含有较多的Pt(重量比大于或等于85%)。如果不需要有抗腐蚀性，则Pt的含量可较小。
图7a-7e表示具有不同形状的金属电极中心部分32a，在图7a中，电极中心部分32a是一个带有底的圆柱形部件，其外端是开口的。在图7b中，电极中心部分32a形成一个盘形部件来增加液体接触面和接受液压，与电极中心部分32a整体形成的棒状导电部分32c从测量管30的外表面向外部突出。在图7c中，在电极插孔33A(33B)的外开口端部形成一个锥形孔39以获得抗压性能，并且锥形孔39由金属层32b覆盖。在这种情况下，在金属部件插入插孔后，在锥形部分填充金属。在图7d中，电极中心部分32a外端直径增加，使之大于插孔的直径来定位电极芯32a，如图5a所示。在图7e中，电极插孔33A(33B)是锥形的，并且电极中心部分32a的插入端部也形成为锥形的。除了上述变化以外，象电极中心部分32a的形状一样，插孔也可以有各种其他的变化。
根据上述本发明的制造电磁流量计的电极的方法，圆柱形模压体由未烧结陶瓷材料制成，并将其烧结制成陶瓷测量管，然后，将糊剂涂覆在测量管圆周表面形成的电极插孔内和电极中心部分的圆周表面上。电极中心部分插入到电极插孔中，并通过使糊剂金属化使其烧结固定在插孔中。因此可以可靠地固定电极和使电极插孔密封，以防止待测量液体泄漏。另外，由于电极是在烧结测量管以后再进行烧结，所以选择电极材料的自由度增加了。而且，由于单独烧结测量管，所以可以减小烧结时在电极处产生的应力并因此减小电极烧结时产生的应力，从而避免测量管的破裂或损坏。再者，由于批量或制造时间不同出现尺寸变化时，可以进行后处理，形成具有所需尺寸精度和表面粗糙度的电极插孔，从而改善成品率。其结果，可以容易地以低成本生产出高性能电极。
图8表示本发明的另一实施例。参考图8，参考号50A和50B分别代表通过使糊剂金属化而作为导电材料烧结在测量管40的电极插孔43A和43B内表面上所形成的金属层。51A和51B分别为钎接部件用来使电极41A和41B连接到金属层50A和50B上。52A和52B分别为帽盖，帽盖连接到信号引出线53A和53B的端部并分别安装在电极41A和41B的外端。
由于电极41A和41B具有同样的结构，所以，下面仅描叙电极41A。电极41A由电极主体41a和金属层41b构成，其中电极主体41a类似于测量管40通过烧结陶瓷材料例如Al2O3形成，金属层41b是通过将一种由导电材料组成的糊剂烧结在电极主体41a的圆周表面和内端面上形成的。形成金属层41b的导电材料根据待测液体的种类来选择，即如果电极41A必须具有耐腐蚀性，则应使用含铂、金或类似物的金属粉末糊剂。如果不要求耐腐蚀性，则可使用Mo-Mn基糊剂，W基糊剂、Ag-Pd基糊剂、Ag-Pt基糊剂，Ag糊剂等用于电子部件。金属层41b和电极主体41a一起整体地烧结形成。另一方面，在电极主体41a烧结以后，把一种所要求的糊剂涂覆在电极主体41a上，加热和烧结电极主体41a，形成金属层41b。
与电极41A(41B)的金属层41b类似，如果在电极插孔43A和43B内表面上形成的金属层50A和50B也各自必须具有耐腐蚀性，则应涂覆和烧结含有铂、金等的金属粉末糊剂，反之可以涂覆和烧结Mo-Mn基糊剂，W基糊剂等。
钎接部件51A和51B可采用熔点(500-600℃)低于糊剂的导电材料，例如银钎料合金，低温焊料和金硅(goldsilicon)这些导电材料。
下面描述上述电极结构的制造方法。首先，由未烧结陶瓷材料例如，Al2O3，制成圆柱形模压体。被烧结来作为测量管的该模压体可以通过用常规方法对粉末状未烧结陶瓷材料外部加压或全同加压而容易地形成。这时，电极插孔43A和43B的形成要考虑到在下列烧结步骤中发生的收缩。然而，可以在烧结后，进行研磨来形成电极插孔43A和43B。如上所述形成的模压体在预定温度(在Al2O3的情况下约为1，800℃)下烧结以得到测量管40。在测量管烧结完成后，若需要获得所需孔径和表面粗糙度，可对电极插孔43A和43B进行机械加工。
将金属粉末糊剂涂覆在电极插孔43A和43B的内表面，并在预定温度对测量管加热预定的时间间隔(如果金属粉末糊为铂糊剂，则为1，000-1，200℃，10-30分钟)。其结果，金属粉末糊剂烧结在电极插孔43A和43B中分别形成薄金属层50A和50B，这时，金属粉末糊剂所含的有机成分被蒸发或烧掉。
然后，将电极41A和41B分别插入电极插孔43A和43B中，从而它们的内端面朝着测量管40的内部。电极41A(41B)提前制备从而具有烧结过的电极主体41a和金属层41b。当电极41A(41B)插入电极插孔43A(43B)时，熔化的钎接部件51A(51B)流入孔43A(43B)，并在其中冷却、固化，从而填充了金属层41b和50A(50B)之间的空隙。其结果，钎接部件51A(51B)牢牢地把电极51A(41B)固定在电极插孔43A(43B)中，使电极插孔43A(43B)密封。在这种情况下，钎接在温度为250℃-600℃下进行。
此后，帽盖52A和52B分别安装在电极41A和41B的外端并将一对激励线圈装在测量管的外表面，从而完成测量管40。
根据上述制造电极结构的方法，在烧结陶瓷测量管后，电极41A(41B)插入并钎接在电极插孔43A(43B)中，这样在烧结后对电极插孔43A(43B)进行机械加工以获得所需孔径和表面粗糙度，从而解决了由于批量不同或制造时间不同引起变化所产生的问题。另外，如果需要，金属层50A和50B的烧结可进行任意次，因为它是在测量管40被烧结后进行的。而且，在烧结步骤以后，由于钎接部件51A(51B)填充并固定在电极插孔43A(43B)中使之封闭，所以可以获得可靠的液体密封性，从而防止待测液体46从电极插孔43A和43B中泄漏。
由于金属层50A和50B的烧结温度仅根据材料，即糊剂的成份来决定，所以不考虑测量管40的烧结温度，因而，由于材料选择的自由度增加了，则金属层50A和50B可以由更便宜的材料制成。另外，当烧结金属层50A和50B及钎接电极43A和43B时，几乎没有出现收缩，因为这时测量管40已经烧结过了。因此，与常规制造方法(其中测量管与电极整体烧结)相比，只产生一个小的应力，从而减少或避免测量管40的破裂或损坏。而且这种与测量管整体烧结的电极即使由于电极的磨损或类似情况，它们需要更换也无法更换。但根据本发明的方法，电极41A和41B可以通过分别熔化钎接部件51A和51B得以更换。因此测量管40可以多次使用。
图9表示根据本发明的电极的另一个实施例。参考图9，一个金属帽盖60A(60B)装在电极41A(41B)的内端面即液体接触面41C上，从而防止液体接触面41C的磨损、腐蚀等。在制造电极41A和41B时便装上金属帽盖60A和60B。在如图10所示的情况，一个安装凸块60a可以在金属帽60A(60B)上整体形成，并装配在电极主体41a的液体接触面41C上形成的凹部41d中。
其它布置与图8所示的实施例相同。
图11表示另一个实施例，其中由铂或铂合金制成的电极41A(41B)通过钎接部件51A(51B)插入电极插孔43A(43B)。在这种情况下，由于电极41A(41B)本身是由导电金属制成的，所以不必形成图8实施例中的金属层41b。其它布置和制造方法与图8所示实施例相同，因此具体描叙在此省略。
图12a和12b表示不同形状的由导电材料构成的电极41A(41B)的改形。在图12a和12b中，电极41A(41B)的内端部形成一个盘状部分41e和一个锥形部分41f，以增加液体接触面。在图12c中，在电极41A(41B)的外端部形成一个大直径部分41g。在图12d中，电极插孔43A(43B)是朝着测量管40的内部变窄的锥形，并且电极41A(41B)也形成锥形。
如上所述，根据本发明的制造电磁流量计的电极的方法，首先烧结陶瓷测量管，然后将电极插入测量管的电极插孔中，因此，选择电极材料的自由度增加。另外，由于测量管单独烧结，可以减小烧结时电极安装部位处产生的应力并且因此减小钎接电极时产生的应力，从而避免测量管的破裂或损坏。而且，即褂捎谂坎煌椭圃焓奔洳煌鱿殖叽绫浠部梢酝ü缘缂蹇捉泻蟠砘竦盟璩叽缇群捅砻娲植诙龋佣岣叱善仿剩硗猓捎诘缂乔ソ庸潭ǖ模恍枰呔龋梢酝üソ硬考沟缂蹇谆竦每煽康拿芊狻Ｆ浣峁梢砸缘统杀救菀椎厣龈咝阅艿缂峁埂 图13表示本发明的另一实施例，参照图13，参考号74代表由陶瓷材料，如Al2O3或ZrO2制成的测量管。在测量管74的外表面设置一对励磁线圈(见图1a)，使测量管74垂直夹在中间，该励磁线圈产生一个垂直于流过测量管74的待测导电液体76的流动方向的磁场。一对电极插孔73A和73B在测量管74的周壁的中间部分形成;在与待测液体76的流动方向和励磁线圈所产生的磁场方向均相垂直的方向上相对而置。电极71A和71B分别放入电极插孔73A和73B中。由于电极71A和71B具有同样的结构，下面仅对电极71A进行描述。
电极71A包括把糊剂金属化(烧结)在电极插孔73A的内表面上作为导电材料而形成的圆柱形金属层71b和填充在金属层71b内的钎接部件71a。信号引线72A的一端与金属层71b的外端相连。
用于形成金属层71b的导电材料可以根据待测液体的类型任意选择。例如，如果电极71A和71B必须具有耐腐蚀性，则应使用含铂、金或类似物的金属粉末糊剂。如果不要求耐腐蚀性，则Mo-Mn基糊剂、W基糊剂、Ag-Pd基糊剂、Ag-Pt基糊剂、Ag糊剂等可用于电极部件。通过将所需糊剂涂覆在电极插孔73A(73B)内表面上，并且在预定温度烧结预定的时间(对于铂糊剂为1，000-1，200℃，10-30分钟)而形成金属层71b。在Al2O3的情况下，测量管74的烧结温度为1，800℃。
钎接材料71a可以用熔点低于糊剂的导电材料，如银钎料合金，低温焊料和金硅等，这种导电材料在熔化状态下填入金属层71b并在其中冷却和固化。在这种情况下，上述导电材料(即银钎料合金、低温焊料、金硅)的钎接温度分别为500-600℃，约200℃和300～400℃。
图14表示电极结构的改形。参考图14，在圆柱形金属层71b的两个开口端部形成两个凸缘73a和73b，并且该两个凸缘盖住电极插孔73A(73B)的两个开口端部的外围。结果，电极内端面71d的面积(即液体接触面积)增加，从而在端面获得令人满意的强度以反抗内压力。
根据上述布置的电极结构，糊剂填入烧结陶瓷测量管74上的电极插孔73A(73B)中，并且金属化以形成圆柱形金属层71b，钎接部件71a填充在其中以构成电极71A(71B)。因此，在烧结测量管74以后，可象普通金属材料一样对电极插孔73A(73B)进行机械加工，从而获得类似于加工普通金属材料时所获得的尺寸精度和表面粗糙度。结果，由于批量不同或制造时间不同造成测量管74变化的问题可以解决。另外，由于仅根据所用糊剂的材料烧结金属层71b，所以不必考虑测量管74的烧结温度。因此，由于选择电极材料的自由度增加，所以可以使用更便宜的材料，而且，如果需要，金属层71b的烧结可以重复进行许多次。从而，电极插孔73A和73B可以可靠地密封，防止待测液体76从插孔73A(73B)的内表面和金属层71b之间泄漏。进一步地，由于电极71A和71B在烧结过的测量管74中形成，所以在糊剂烧结时，测量管74的收缩量很小。因而，由于糊剂的收缩仅产生很小的应力，所以可以减少或避免测量管74的破裂或损坏。另外，在常规结构中，与测量管74整体烧结的电极71A和71B即使由于磨损或类似情况需要更换也不能更换。然而，本发明的电极结构中，可以通过加热和熔化金属层71b和钎接部件71a重新制造电极71A(71B)，从而有效地利用测量管74。
电极71A(71B)的截面形状并非限制为如图13，14所示，而是可以如图15a-15d所示进行变化。这些变化与图12a-12d所示的相同，其具体描述在此省略。
正如上面所述，根据本发明制造电磁流量计的电极结构，糊剂被涂覆在烧结后的陶瓷测量管的电极插孔内表面上，并且使其金属化形成圆柱形金属层，一个钎接部件被填充和固化在其中以形成电极，因此可以可靠地固定电极并且使电极插孔密封，以防止待测液体的泄漏，和增加选择电极材料的自由度。另外，在金属层金属化时，可以减小测量管的电极安装部位处产生的应力，从而防止测量管的破裂或损坏。而且，由于可以对电极插孔进行机械加工，所以可以获得所需尺寸精度和表面粗糙度，提高测量管的生产成品率。其结果，可以以低成本容易地生产高性能的电极结构。
权利要求
1.一种制造电磁流量计的方法，包括步骤把电极部件插入和填入到彼此相对的一对插孔中，从外向内穿过一个由烧结陶瓷材料制成的测量管的环形壁，加热并固化所述电磁部件，以形成电极。
2.根据权利要求1的方法，其中所述的每个电极部件都是由金属糊剂构成的。
3.根据权利要求1的方法，其中所述的每个电极部件具有一个圆锥形内端。
4.根据权利要求1的方法，其中所述的每个电极部件具有一个圆盘形内端。
5.根据权利要求1的方法，其中所述的每个电极部件包括一个棒状部件，和在相应的一个所述插孔的内表面与所述棒状部件之间形成的金属层。
6.根据权利要求5的方法，其中所述的金属层是在所述棒状部件的周围表面涂上金属糊剂以后，通过把棒状部件插入到所述的插孔中形成的。
7.根据权利要求5的方法，其中把连接到所述金属层的金属帽安装在所述棒状部件的外端。
8.根据权利要求5的方法，其中所述棒状部件的外端有一个大的直径。
9.根据权利要求8的方法，其中在所述每一插孔的外开口端形成一个座，并把所述棒状部件的大直径部分通过所述金属层安装到所述座上。
10.根据权利要求5的方法，其中所述棒状部件的内端具有一个大直径。
11.根据权利要求10的方法，在所述每一插孔的内侧开口端形成一个座，并把所述棒状件的大直径部分通过所述金属层安装到所述座上。
12.根据权利要求5的方法，其中所述的金属层是在所述棒状部件的周围表面和内端面上涂上金属糊剂以后，通过把棒状部件插入到所述插孔中形成的。
13.根据权利要求5的方法，其中所述的棒状部件包括一个具有一个底和一个开口外端的圆柱形部件。
14.根据权利要求5的方法，其中所述插孔的外端部分是锥形的，并在把涂过所述金属层的所述棒状部件插入所述插孔以后填入一个金属部件。
15.根据权利要求5的方法，其中在所述棒状部件的外端形成一个用来相对于所述插孔定位的大直径部分。
16.根据权利要求5的方法，其中所述的插孔是锥形的，所述棒状部件的末梢端是圆锥形的。
17.根据权利要求5的方法，其中所述的棒状部件包括一种陶瓷材料。
18.根据权利要求5的方法，其中所述的棒状部件包括一个金属部件。
19.根据权利要求1的方法，其中所述的每个电极构件包括一个棒状部件，和在相应的一个所述插孔的内表面与所述棒状部件之间形成的一个金属层，把所述插孔做得足够大于所述电极部件的外径，把所述电极部件插入所述插孔以后，将一个比所述金属层的熔点低的钎接部件填入其中。
20.根据权利要求19的方法，在所述插孔的由表面上形成第二金属层以后，将所述电极构件插入其中。
21.根据权利要求19的方法，其中在把金属糊剂涂到所述棒状部件的周围表面以后，通过把该棒状部件插入所述插孔中来形成所述金属层。
22.根据权利要求19的方法，其中，把所述金属层嵌到所述插孔中以后，把连接到所述金属层上的金属帽安装到所述棒状部件的外端。
23.根据权利要求19的方法，其中，把金属糊剂涂到所述棒状部件的周围表面和内侧端面以后，通过把该棒状部件插到所述插孔中来形成所述金属层。
24.根据权利要求23的方法，其中，通过所述的金属糊剂将金属帽安装在所述棒状部件的内侧端面上。
25.根据权利要求19的方法，其中所述的插孔是锥形的，所述棒状部件的末梢端是圆锥形的。
26.根据权利要求1的方法，其中所述的每个电极构件包括一个棒状部件。把每个所述插孔做得足够大于所述电极部件的尺寸，以及在把所述棒状部件插入到所述插孔中以后，将一个低熔点的钎接部件填入其中。
27.根据权利要求26的方法，其中在所述插孔的外开口端形成一个座，并通过所述金属层将所述棒状部件的大直径部分安装到所述座上。
28.根据权利要求26的方法，其中在所述插孔的内开口端部分形成一个座，并通过所述金属层将所述棒状部件的大直径部分安装到所述座上。
29.根据权利要求26的方法，其中所述的插孔是锥形的，所述棒状部件的末梢端是圆锥形的。
30.根据权利要求1的方法，其中所述的每个电极部件包括一个金属部件，和一个比所述金属部件的熔点低的钎接部件，在所述每个插孔的内表面上形成一层所述金属部件以后，将比所述金属层的熔点低的所述钎接部件填入其中。
31.根据权利要求30的方法，其中所述的金属层是由一种金属糊剂构成的。
32.根据权利要求30的方法，其中在所述插孔的内端边缘上所述的金属层具有一个凸边。
33.根据权利要求30的方法，其中所述的插孔在内端部分是锥形的。
34.根据权利要求30的方法，其中在所述插孔的内开口端形成一个座。
35.根据权利要求30的方法，其中在所述插孔的外端部分制成一个座。
36.根据权利要求30的方法，其中所述的插孔从外向内成锥形的。
37.一种制造电磁流量计的方法，包括步骤把电极部件插入和填入到彼此相对的一对插孔中，从外向内穿过一个由烧结陶瓷材料制成的测量管的环形壁;加热并固化所述电极部件以形成电极;其中所述每个电极包括至少一个金属化层。
38.一种电磁流量计包括;一个由烧结陶瓷材料构成的测量管，具有一对彼此相对的插孔，从外向内穿过测量管的环形壁;安装在所述插孔中的电极;其中，每个所述的电极包括至少一个金属化层，并且紧紧地封焊在一个对应的所述插孔中。
全文摘要
一种制造电磁流量计的方法，包括步骤把电极部件插入到彼此相对的一对插孔中，该对插孔从外向内穿过由烧结陶瓷材料构成的测量管的环形壁，加热并固化所述电极构件以形成电极。
文档编号G01F1/58GK1034995SQ8810887
公开日1989年8月23日 申请日期1988年12月24日 优先权日1987年12月25日
发明者后藤勊, 井波利英, 根本政幸 申请人:山武·霍尼韦尔公司