专利名称：用于磁性流体传感器的电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体流量传感器，例如可以操作用来测量通过某处的液体(例如水)的流量的液体流量传感器。另外，本发明也涉及用于该液体流量传感器中的传感电极。更进一步的，本发明也涉及制造该传感电极的方法。
背景技术：
流量传感器为人们所熟知根据各种物理效应发挥作用。例如在已经出版的国际PCT专利申请PCT/GB2004/001618(WO2004/090475)中记载了一种磁性流量传感器。在该篇出版的PCT申请中，公开了一种用于测量液体流量的磁性能的传感器。该传感器在附图1中被显示，并且一般以附图标记10来表示。该传感器10包括一管20来引导一种液体流F。另外该传感器10包括了一个磁性组件(一般用30来表示)用来在其中产生流量F的所述管20内产生一个横断的磁场70。更进一步的，该传感器10包括两个在磁场70的区域处的两个电极40a、40b，该电极40a和40b被电耦合到所述管20内的液体并且与一个信号处理单元90的输入端连接。
所述磁场70在被应用时，实际上是平行于与穿过所述管20的所述流体F的方向垂直的第一轴线而设置的。所述的磁性组件30包括磁场产生组件50，组件50磁性地耦合到柱状片60a和60b，如此设置来如图所示产生横断地磁场70。可选择地，所述磁场产生组件50应用了磁性材料的一种剩磁特性(remnant field property)，从而避免了用于维持所述磁场70所花费的能量；在这种操作下，所述的横断磁场很便利的获得了一个毫特斯拉(milliTeslas)的能量级。
所述的电极40a和40b可操作来传感一个电压差V，该电压差V用一个在第二轴线上的箭头80来表示，所述的第二轴实质上垂直于所述第一轴和所述液体流F的方向。在操作中，所述的电压差V由于所述管20内包含反向充电的自由电荷载体流动而产生，这些自由电荷载体被所述的磁场70互相地不同地影响，从而产生电压差V。所述的信号处理单元90可操作通过考虑所述的横断场70来处理所述的电压差V，从而产生一个所述液体流F的所述量级的一个测量值M。相对时间的所述测量值M的积分提供了一个流过所述传感器10的所述液体流的一个累计的量的指示。
为了使所述的传感器10能够在运行过程中稳定地发挥功能，已经发现很重要的一点是所述的电极40a和40b与所述管20内的液体保持稳定的电接触，并且在位于每个电极40a、40b与所述液体之间的界面处不会产生波动的电化学的偏差。鉴于迄今为止常规的都是使用石墨或者耐腐蚀的金属合金在相关类型的液体流量计中，在前述公开的PCT申请中发现包含有一种金属化合物成分和一种金属卤化物元件的电极能够以一种比有石墨或耐腐蚀金属合金电极更加稳定的方式运行；所述的金属卤化物元件更有效地在所述金属元件和所述液体之间提供了一种更加稳定的电接触。有银和氯化银形成的电极被发现是对已知的用于液体流量传感器的方法的很大改进。
然而，还需要针对先前所公开的PCT申请中的表述进行进一步的改进，以便当所述的传感器10被用在家庭或者工业水流量计的情况下来提供一个长达多年的稳定运行。在这些情况下，人们发现，考虑到所述的金属卤化物元件会逐渐溶解在所述液体中，为了提供一个很多年的长期的稳定的运行，需要在所述的传感器10中包括(很不便利地)大量的金属卤化物。这些被用来提供延长寿命的不便利地大量的金属卤化物也带了一个技术问题。所述问题的第一个方面是所述的金属卤化物元件具有使所述的电极40a、40b阻抗增加的趋势，而这种趋势会对所述传感器10的噪声性能产生不利的影响。另外，所述问题的第二个方面是更多的金属卤化物的结合增加了所述的传感器10潜在的制造成本，进而使得所述传感器10相对于已知的其他类型的液体流量传感器缺乏商业吸引力。
发明内容
本发明的一个目的是提供一液体流量传感器，该液体流量传感器能够提供一个延长的稳定的运行寿命，而不需要包含过于大量的电极材料在所述的传感器中来达到这个延长运行寿命的目的。
本发明的更进一步的一个目的在于提供一种用于液体流量传感器的电极，该电极能够为所述传感器提供一个延长的稳定的运行寿命。
本发明的另一个进一步的目的在于提供至少一制造用于液体流量传感器的电极的方法，所述电极能够提供该液体流量传感器一延长的稳定的运行寿命。
根据本发明的第一个方面，提供了一种液体流量传感器用于传感一穿过一区域的液体的流量，所述传感器包含有一个磁性回路来应用一磁场于所述区域的至少一部分，以及配置一种电极用于传感一在运行中响应所述液体流动穿过所述的磁场而产生的电压，其特征在于每个所述的电极包含一金属元件、一金属卤化物元件、以及一至少部分导电的多孔元件，所述的多孔元件可以用来至少部分地逐渐阻碍所述金属卤化物元件损失到所述液流中，并且提供一可导电的路径，该路径在所述的液流和所述的金属卤化物元件之间，进而到达所述的金属元件。
本发明所具有的优势在于使用一个多孔元件，从而使得所述的传感器在具有更长的使用寿命的同时避免了测量噪声性能的降低。
可选择的，在所述的传感器中，所述的金属元件包括银并且所述的金属卤化物元件包括氯化银。使用银和氯化银的好处在于它们普遍被认为是无毒的并且表现出一个相对较低的溶于水的溶解度。此外，银和氯化银材料在可承受的成本内可广泛得到。
可选择的，在所述传感器中，所述的多孔元件包括一金属织物、一金属泡沫、一至少部分可导电的多孔聚合物、一至少部分可导电的多孔石墨中的至少一个。为了使本发明更具优势，所述的多孔元件的至少部分导电性可以很容易的向所述的电极提供一个相对较低的串行阻抗，同时减少所述金属卤化物损失到液流。
可选择的，在所述的传感器中，所述的多孔元件在运行中表现出一个比所述的金属卤化物元件低至少一个数量级的电阻抗系数。安排所述的多孔元件的电阻抗系数远远低于所述的金属卤化物元件的电阻抗系数使得所述的电极表现出比简单的只包括金属元件和金属卤化物元件的电极更好的性能。
可选择的，为了使得所述的传感器能够更好地应付污染物、碎片、细菌生长和真菌的生长，所述的多孔元件在运行中表现出逐渐的溶解或磨损至所述的液流中，从而有助于使得所述多孔元件的孔能够保持通畅从而所述液体可以进入。所述传感器的这样实施的好处在于当所述的多孔元件被磨损或溶解于所述的液流时，被阻塞的多孔元件的孔变得导通。
可选择的，在所述的传感器中，所述的多孔元件和所述的金属卤化物元件实际上在空间上是一致的(spatially coincident)。例如，如后面所阐述的，所述的金属卤化物元件和所述的多孔元件实际上能够被构造成一个完整的组件；例如，所述的多孔元件能够由烧结的或相互粘结在一起的多孔材料的颗粒和金属卤化物材料构造。这样一种整合的方法潜在的简化了电极的制作并且也减少了所述电极的制作成本。
可选择的，在所述传感器中，所述的金属卤化物元件至少部分地合并到所述的多孔元件中。这样的结构提供了一个在所述金属卤化物元件和所述多孔元件之间的一个逐渐的过渡，因而潜在地改进了所述电极到所述液流的电界面连接的特性。
可选择的，在所述的传感器中，所述的多孔元件包括一湿媒介，或者用一湿媒介进行预加工，来使得所述的多孔元件易于吸收所述的液体。使用这样一个湿媒介能够使得电极在第一次放入传感器中运行时可以快速进入稳定状态。制造成本以及传感器的校准时间会因此而潜在地减少，从而使得所述传感器易于制造。
可选的，在所述的传感器中，所述的金属元件、所述的金属卤化物元件以及所述的多孔元件实际上彼此同心地组装在一起来构成每个相应的电极。这样地组装方式使得电极构成方式紧凑并且适用于同时期的制造工艺。
可选的，在所述的传感器中，所述的金属元件、所述的金属卤化物元件以及所述的多孔元件以一种延长组件的方式来实现，从而使得每个电极实际上在形状上是线性的。这种电极的形式有利于连续从生产工具拉伸长条带以提供电极的连续制造工艺。
可选的，在所述的传感器中，所述金属卤化物元件以及所述多孔元件中的至少一个由粘结在一起的颗粒构成，从而表现出与所述液体相关的多孔性。使用实际上是随机朝向的颗粒来构成所述电极的优点在于可以很容易的使所述电极的制造更有效率，并提供更加稳定的电性能。进一步可选的，所述的颗粒通过烧结、被机械压制粘结、被加入粘结剂的方式进行粘结的方式之一相互粘结在一起。然而，也可以灵活使用其他的使颗粒粘结在一起的方式。
可选的，在所述传感器中，所述的金属元件被在空间上放置为至少部分地围绕所述的多孔元件。这种结构方式潜在的好处是所述的金属元件通常都具有比所述多孔元件更强的机械强度，所述的金属元件进而可以为所述的多孔元件提供物理保护。
可选的，在所述传感器中，所述的多孔元件能够可选择地被设置成至少部分地包围所述金属元件。这种结构方式的优点在于属于电极的一个更大的传感区域被潜在地暴露给所述液流，因而潜在地减少了测量噪声。
可选地，所述的传感器中，所述的多孔元件在其制造过程中通过电镀和/或阳极沉积的方式被沉积在所述的金属卤化物内。进一步可选地，所述的阳极沉淀包括一个将金属卤化物沉积到所述多孔元件的沉积过程，该沉积过程是通过使用含有所述金属元件中的一种金属的盐的处理方式、以及通过使用含有所述金属卤化物元件中的一种卤化物的酸的处理方式来实现的。更进一步可选的，所述的盐包括硝酸银以及所述的酸包括盐酸。这样一种将金属卤化物引入所述的多孔元件的方式其优点在于，所述多孔元件之间的孔可以更有效地以一个空隙(interstitial scale)的维度填充。
所述的传感器能够适用于各种工业及家庭用途。可选地，所述的传感器被设置成包括一个信号处理单元来从电极配置接收在运行过程中的一个信号，该信号响应电极之间产生的电压，所述的信号处理单元可处理所述信号来产生至少所述液流的一测量值、以及所述液流的一累计测量值中的至少一个，所述传感器结合所述的信号处理单元构成了一个液体流量计。更进一步可选地，当前述液体为水时，所述的传感器适用于作为水流量计来操作。
根据本发明的第二个方面，提供一种能够提供与一液体电接触的电极，所述电极包括金属元件。其特征在于所述的电极进一步包含一金属卤化物元件、以及至少部分可导电的多孔元件，所述的多孔元件可以来至少部分地逐渐阻碍所述金属卤化物元件损失到所述的液流中，并且提供一可导电的路径，该路径在所述的液体和所述的金属卤化物元件之间，进而到达所述的金属元件。
所述的电极所具有的优势在于使用一个多孔元件，从而使得所述的传感器在具有更长的使用寿命的同时避免了测量噪声性能的降低。
可选择的，在所述的电极中，所述的金属元件包括银并且所述的金属卤化物元件包括氯化银。使用银和氯化银的好处在于它们普遍被认为是无毒的，并且表现出一个相对较低的溶于水的溶解度。此外，银和氯化银材料在可承受的成本内可广泛得到。
可选择的，在所述电极中，所述的多孔元件包括一金属织物、一金属泡沫、一至少部分可导电的多孔聚合物、一至少部分可导电的多孔石墨中的至少一个。为了使本发明更具优势，所述的多孔元件的至少部分导电性可以很容易的提供给所述的电极一个相对较低的串行阻抗，同时减少所述金属卤化物损失到液流。
可选择的，在所述的电极中，所述的多孔元件在运行中表现出一个比所述的金属卤化物元件低至少一个数量级的电阻抗系数。安排所述的多孔元件的电阻抗系数远远低于所述的金属卤化物元件的电阻抗系数使得所述的电极表现出比简单的只包括金属元件和金属卤化物元件的电极更好的性能。
可选择的，在所述的电极中，所述的多孔元件在运行中表现出逐渐的溶解或磨损至所述的液流中，从而有助于使得所述多孔元件的孔能够保持通畅从而所述的液体可以进入。所述传感器的这样实施的好处在于当所述的多孔元件被磨损或溶解于所述的液流时，被阻塞的多孔元件的孔变得导通。
可选择的，在所述的电极中，所述的多孔元件和所述的金属卤化物元件实际上在空间上是一致的。例如，如后面所阐述的，所述的金属卤化物元件和所述的多孔元件实际上能够被构造成一个完整的组件；例如，所述的多孔元件能够由烧结的或相互粘结在一起的多孔材料的颗粒和金属卤化物材料构造。这样一种整合的方法潜在的简化了电极的制作并且也减少了所述电极的制作成本。
可选择的，在所述的电极中，所述的多孔元件包括一湿媒介，或用一湿媒介预加工，来使得所述的多孔元件易于吸收所述的液体。使用这样一个湿媒介能够使得电极在第一次放入传感器中运行时能够快速进入稳定状态。制造成本以及传感器的校准时间会因此而潜在地减少，从而使得所述传感器易于制造。
可选的，在所述的电极中，所述的金属元件、所述的金属卤化物元件以及所述的多孔元件实际上彼此同心地组装在一起来构成所述电极。这样地组装方式使得电极构成方式紧凑并且适用于同时期的制造工艺。
可选的，在所述的电极中，所述的金属元件、所述的金属卤化物元件以及所述的多孔元件以一种延长组件的方式来实现，从而使得每个电极实际上是在形状上是线性的。这种电极的形式有利于用生产工具拉伸长条带以提供电极的连续制造工艺。
可选的，在所述的电极中，所述金属卤化物元件以及所述多孔元件中的至少一个由粘结在一起的颗粒构成，从而表现出与所述液体相关的多孔性。使用实际上是随机朝向的颗粒来构成所述电极的优点在于可以很容易的使所述电极的制造更有效率，并提供更加稳定的电性能。进一步可选的，所述的颗粒通过烧结、被机械压制粘结、被加入粘结剂的方式进行粘结的方式之一相互粘结在一起。然而，也可以灵活使用其他的使颗粒粘结在一起的方式。
可选的，在所述电极中，所述的金属元件在空间上放置为至少部分地围绕所述的多孔元件。这种结构方式潜在的好处是所述的金属元件通常都具有比所述多孔元件更强的机械强度，所述的金属元件进而可以为所述的多孔元件提供物理保护。
可选的，在所述电极中，所述的多孔元件能够可选择地被设置成至少部分地包围所述金属元件。这种结构方式的优点在于属于电极的一个更大的传感区域被潜在地暴露到所述液流，因而潜在地减少了测量噪声。
可选地，所述的电极中，所述的多孔元件在其制造过程中通过电镀和/或阳极沉积的方式被沉积在所述的金属卤化物内。进一步可选地，所述地阳极沉淀包括一个将金属卤化物沉积到所述多孔元件的沉积过程，该沉积过程是通过使用含有所述金属元件中的一种金属的盐的处理方式、以及通过使用含有所述金属卤化物元件中的一种卤化物的酸的处理方式来实现的。更进一步可选的，所述的盐包括硝酸银以及所述的酸包括盐酸。这样一种将金属卤化物引入所述的多孔元件的方式其优点在于，所述多孔元件之间的孔可以更有效地以一个空隙的维度填充。
根据本发明的第三个方面，提供一种制造一电极的方法，所述电极可操作用来与一液体进行电接触，所述的方法包括步骤(a)提供一金属元件；b)提供一金属卤化物元件；(c)提供一至少部分导电的多孔元件，所述多孔元件相对于所述液体是多孔的；(d)组装所述的金属元件、所述的金属卤化物元件、所述的多孔元件，从而所述的多孔元件可以来至少部分地逐渐阻碍所述金属卤化物元件损失到所述的液体中，并且提供一可导电的路径，该路径在所述的液体和所述的金属卤化物元件之间，进而到达所述的金属元件。
可选择地，所述的方法进一步包括以下步骤(e)在所述的金属元件中包括银；以及(f)在所述的金属卤化物元件包括氯化银。
使用银和氯化银的好处在于它们普遍被认为是无毒的以及表现出具有一个相对较低的溶于水的溶解度。此外，银和氯化银材料在可承受的成本内可广泛得到。
可选择的，所述的方法进一步包括以下步骤(g)制造所述多孔元件以便包括一金属织物、一金属泡沫、一至少部分可导电的多孔聚合物、一至少部分可导电的多孔石墨中的至少一个。
可选择的，所述的方法包括一个制造所述金属卤化物元件和所述多孔元件的步骤，从而他们能够实际上在空间上是一起形成的。例如，如后面所阐述的，所述的金属卤化物元件和所述的多孔元件实际上能够被构造成一个完整的组件；例如，所述的多孔元件能够由烧结的或相互粘结在一起的多孔材料的颗粒和金属卤化物材料构造。这样一种整合的方法潜在的简化了电极的制作并且也减少了所述电极的制作成本。
可选择的，所述的方法进一步包括一个步骤使得所述的多孔元件内包括一湿媒介，或用一湿媒介预加工，来使得所述的多孔元件易于吸收所述的液体。使用这样一个湿媒介能够使得电极在第一次放入传感器中运行时能够快速进入稳定状态。制造成本以及传感器的校准时间会因此而潜在地减少，从而使得所述传感器易于制造。
可选择的，所述方法进一步包括步骤使得所述的金属元件、所述的金属卤化物元件以及所述的多孔元件实际上彼此同心地组装在一起来构成所述电极。这样地组装方式使得电极构成方式紧凑并且适用于同时期的制造工艺。
可选择的，所述的方法进一步包括步骤使得所述的金属元件、所述的金属卤化物元件以及所述的多孔元件以一种延长组件的方式组装在一起形成所述电极，从而使得所述电极实际上在形状上是线性的。这种电极的形式有利于连续从生产工具拉伸长条带以作为电极这样的连续制造工艺可选择的，所述方法进一步包括步骤使得所述金属卤化物元件以及所述多孔元件中的至少一个由粘结在一起的颗粒构成，从而表现出与所述液体相关的多孔性。使用实际上是随机朝向的颗粒来构成所述电极的优点在于可以很容易使所述电极的制造更有效率并提供更加稳定的电性能。进一步可选的，所述的颗粒通过烧结、被机械压制粘结、被加入粘结剂的方式进行粘结的方式之一相互粘结在一起。然而，也可以灵活使用其他的使颗粒粘结在一起的方式。
可选择的，所述的方法包括一个步骤，通过用包含所述金属元件中的一种金属的盐处理所述多孔元件、以及用包含所述金属卤化物元件中的一种卤化物的酸处理所述的多孔元件的方式，电镀或阳极沉积金属卤化物到所述的多孔元件中。进一步可选地，所述地阳极沉淀包括一个将金属卤化物沉积到所述多孔元件的沉积过程，该沉积过程是通过使用含有所述金属元件中的一种金属的盐的处理方式、以及通过使用含有所述金属卤化物元件中的一种卤化物的酸的处理方式来实现的。更进一步可选的，所述的盐包括硝酸银以及所述的酸包括盐酸。这样一种将金属卤化物引入所述的多孔元件的方式其优点在于，所述多孔元件之间的孔可以更有效地以一个空隙的维度填充。
可以想到的是本发明的特征可以以任何不偏离权利要求书所限定的本发明的范围的方式进行结合。
仅仅用于举例，下面将参照附图对本发明的不同实施例进行详细的描述，其中图1是前面所述的已公开的国际PCT应用中的流量传感器的示意图；图2是依照本发明的一个电极的示意图，该电极中集成了金属，金属卤化物以及最少部分导电的多孔元件；图3是图2所示的电极的实际实施示意图；图4是图3所示的电极的简化版本的示意图；图5是图2所示的电极的另一种实际实施的示意图；图6是图2所示的电极的供选择的更进一步的拉长型的实施的示意图；图7展示的是在图1中所示的液体流量传感器采用按照本发明的电极之后，噪声性能改进的示意图。
具体实施例方式
总的来说，本发明着眼于提出一个金属卤化物厚层增加了电极串联阻抗，并因而增加感应液体流速测量噪声，特别是在测量频率小于1Hz时的测量噪声问题的解决方案，以期在一定程度上解决上述问题。所述金属卤化物在比如传感器10的电极40a和40b中。相比而言，在前述的传感器10中的电极40a和40b中的薄层金属卤化物不能提供理想的液体流速传感器操作寿命，由于金属卤化物薄层会日渐溶解。本发明在一定程度上解决了该问题，通过采用图2所示的一个至少部分可导电的多孔元件100，该多孔元件100位于给定电极40的金属卤化物元件110和液体120之间，该液体的流速是需要用电极40来进行测量的，或者该多孔元件100和金属卤化物110以及液体120在空间上存在对应关系。电极40中包含的金属元件130和金属卤化物110之间存在电接触。对本领域内技术人员来讲，采用类似于元件100的多孔元件100显得不能令人满意，因为多孔元件100上的孔140很容易被液体120中的小颗粒或者碎片150堵塞，如果液体120是水的话，很可能就被真菌或者细菌的生长物所堵塞。
实际上，我们发现，将多孔元件100集成到电极40中会使电极在很长的时间内可靠工作，比如十年或者更多的连续使用时间。孔140可以建立一个浓度逐渐减小的金属卤化物浓度梯度160，在孔140远离液体120的一端170处的浓度最大，而在浸在液体中的开孔一端180处的浓度最小。液体120的粘性以及孔140的相对较小的尺寸相对于，减小了金属卤化物从金属卤化物元件110通过孔140进入液体120的流失速度，由此可以提高电极40的操作寿命。多孔元件100中的至少部分可导电性有助于提供给电极40相对较低的电串联阻抗特性。这样，如果用电极40制成传感器10，在进行由传感器10导出的M测量值时，可以减少测量噪声，比如约翰逊(Johnson)噪声。如果多孔元件100没有导电性，图2中的电极40对信号处理单元90表现为高阻性，在M测量值中会增加Johnson噪声。
在实际操作中，多孔元件100中的孔140不是必须直筒的方式，而是以在烧结或者粘接在一起的颗粒之间的多种复杂空隙的方式来形成多孔元件100，将会是一个非常令人欣慰的结果。如果元件100以这种形式制造，或者是从自然形成的大块材料上切割制造的话，元件100可以有一个任意的在10nm到50um内的通称直径(nominal diameter)范围，较好的是一个0.1um到25um的直径范围，最好的是在0.5um到10um的直径范围内。而且，烧结或者是粘接的颗粒形成的多孔材料的有效直径范围是0.1um到200um，较好的是在0.5um到100um范围内，最好的是在1um到50um的范围内。
举例来说，多孔元件100可以由具有至少部分可导电性能的材料，比如石墨，来制造。石墨不但有在液体120内相对较低的溶解率，而且非常坚固。另外，多孔元件100可以由具有至少部分可导电性能的聚合物来制造，这样可以连多孔元件100上的孔140一起制造。当石墨材料用来制造多孔元件100时，所用的石墨可以是用适当方式从自然形成的固体石墨，比如热解石墨，上切割下来的石墨，也可以采用由石墨颗粒粘接而成的用来生产多孔元件100的石墨材料。可选择的，多孔元件100包含有与金属卤化物区域110内相同的金属卤化物区域或粒子，当多孔元件100是由烧结或者使用水压机提高压力的方式粘接在一起的颗粒制成时，这些颗粒通常是包含一些导电颗粒的混合物，比如石墨颗粒和金属卤化物颗粒的混合物。作为二选一的方案，多孔元件100可以在金属卤化物材料中形成或者是通过电板或者阳极沉积物沉积形成，这种方案将在后面进行详细的叙述。
比如，在一个实施例中，图2中描述的电极40有一个用金属银制成的金属元件130，金属卤化物元件110是由氯化银制成，多孔元件100由石墨颗粒和氯化银颗粒混合物或者仅仅是石墨颗粒制成。多孔元件100的这种实现方式还包括金属卤化物颗粒，这就可以将金属卤化物110制作的相对细薄一点或者根本就不用金属卤化物110，这样金属元件130就可以和包含金属卤化物颗粒的多孔元件100直接相连。电极40装入图1所示的传感器10时，可以随意的嵌入或者粘接在上文提到过的图2展示的流速管20的一个用以密闭液体的壁200上。
可选择的，多孔元件100被设计可逐渐消溶或者磨损进入液体120，这样，在第二端180处被堵塞的孔140就会得以清除碎片150，通过孔140就可以保持液体120和金属卤化物的之间的通路，如果必要的话，保持液体120和金属元件130之间的通路。
虽然图2中所示的电极40以示意图的形式来展示，在图1所示的传感器10中的电极40带有电极40a和40b，正如在后面要叙述的，在实际操作中电极40优选以多种形式实现。
图2中的电极40对应于一个电流电极，相对于在已公布的标号为PCT/GB2004/001618的国际PCT中所述的传感器10所采用基本的电流金属/金属卤化物电极或者传统的碳电极或者不锈钢电极，提供一个很大的好处，那就是在应用于传感器10时，引入相对小的噪声进入测量值M输出，特别是在相对低的频率比如1Hz以内的频率或者更低的频率时。电流电极的不同之处在于它在操作中允许电流通过沿它表面的一个电荷类型流入或者流出液体，即使在电势比较低的情况下，这样的低电势可以相对于液体低至1V以下。这样的电流电极和块电极形成鲜明的对比，在同等的条件下，块电极只是能有效地允许电容位移电流流动。
在上文提到的已公布的PCT申请中，电流电极的一个简单例子是一个外有薄薄的氯化银涂层的金属银元件。在实际操作中，电极被浸入电解液中。虽然这个简单的电流电极在实验室状况下提供了令人满意的性能，在良好的环境内能够免于碎片或者微粒150的影响，发明者已经确认，对简单的电流电极进行改进就可以提高它的传感性能。简单对银/卤化银电极的限制包括(1)当浸在流动的液体中时，卤化银会因为机械或者化学作用而逐渐消失，卤化银的消失导致在电极浸入液体一段时间，比如几周或者几个月后，电极测量稳定度降低；(2)由于卤化银涂层的厚度在最初制造的电极上的增加，导致测量值M中的Johnson噪声的增加，这样增加的噪声是由于卤化银涂层上的串联阻抗的增加而产生的。
如上文所述，第(2)点限制对卤化银的量给出了一个我们不想要的上限，这个上限在单一电流电极的最初制造时是非常有用的。因此，本发明致力于为液体流速传感器，比如传感器，提供一个改进的电极，该电极有一个相对较大的金属卤化物比如卤化银储备。通过这种方式希望可以避免电极的噪声性能的降低。一种方法是提供一个这样的改进电极，在电极表面的小洞内嵌入诸如卤化银之类的金属卤化物小球，这样，在操作中，电极的表面可以通过相对较薄的诸如卤化银之类的卤化物涂层和液体保持局部的电接触。依照本发明的更进一步的改进解决方案包括一个位于诸如卤化银之类的金属卤化物和需要测量流速的液体之间的一个多孔元件，该多孔元件至少有一个附加的通往液体的传导区域，该多孔元件还可以降低金属卤化物溶解入液体的速度。
图3所示的是电极40的第一个实际实施例。在图3中，给出了电极40的透视图和剖面图。电极40包括一个金属壳300，比如由银制成，对应的金属卤化物元件310，320，比如包含氯化银，以及一个由至少部分可导电性的多孔材料制成的多孔元件330，正如上文所述，该多孔材料可以任意的包括金属泡沫，金属织物和石墨中的一种或几种，以及其他的诸如导电陶瓷之类的导电材料。石墨的电导率范围在3×10-6Ωm和60×10-6Ωm之间。而且，有确定晶面的热解石墨在它的晶面方向上的电导率是5×10-6Ωm，在非晶面方向上的电导率是5×10-3Ωm。而在室温的情况下，金属银的电导率仅仅是1.5×10-8Ωm，为了叙述本发明，“至少部分可导电性”这样的表述方法是为了表述在液体的作用下，多孔材料比金属卤化物材料小得多的导电系数。而且，“至少部分可导电性”这样的表述方法还为了表示在液体的作用下，多孔材料的导电系数比金属氯化物的导电系数至少小两个数量级。比如，氯化银在干燥的情况下基本上不导电，而在水中的时候是导电的。
在使用时，多孔元件330的第一个面浸入液体120中，第二个面和包含金属卤化物材料的金属卤化物元件320相接处。如图3所示，多孔元件330和金属卤化物元件310，320以及金属壳300保持电连接。金属卤化物元件310在图4的透视图和剖面图中被忽略掉了。方便起见，元件320由氯化银之类的金属卤化物材料小球制成，在制造时，小球被卷边进入金属壳300中。图3所示的电极40被集成到传感器10时，被焊接到或者粘接到流速管20的壁200上，壁200被金属壳300密封起来。实际上，发明者发现，对于多孔元件330来讲，很难实现密封防液体的效果。多孔元件330浸入液体120中的那一面受到流速管20内部一面的冲刷以降低局部湍流的效果，并降低对多孔元件浸入液体120的那一面的机械磨损。而且，金属壳300通常是用金属板冲压而成，不过，也可以用金属棒加工或者铸造的方式来制作。金属卤化物元件320通常通过至少一个对金属壳300机械卷边到320上的方式保留在金属壳300内，在金属卤化物元件320外表面和金属壳300的内表面之间使用粘合剂。而且，壳体300在它尾部的任意地方和焊在或连在提供液体密封的壁200上的线340相连接，线340连接图3中的电极40和传感器10的信号处理单元90以提供一个性能良好的液体流速传感器，按照本发明的说法是液体流速传感器。
多孔元件330为图3和图4中的电极40在较高的信号频率，比如大于0.1Hz的信号频率时提供一个重要的连续导电表面，在这样的信号频率下，电极40和液体120之间的阻抗容性是主要的信号传导通道。而且，图3和图4中所示的电极40允许在运行时金属卤化物元件320和液体120进行离子交换，这是获得更好的低频传感性能的需要，在这种情况下，电极40和液体120之间的阻抗阻性元件是主要的信号传导通道。换句话说，多孔元件330的包含物结合优良的高频电极性能和良好的低频性能，高频电极性能是由于增加了在液体120中的有效传导电极表面而获得的，低频性能是由于包含金属卤化物的元件310和320提供了一个稳定的和液体120之间的电连接特性。
在图3和图4中的电极40中包含多孔元件330的最大好处是诸如氯化银之类的金属卤化物以机械磨损或者离子扩散的方式从金属卤化物元件320损耗减少了。在运行过程中，液体120中的碎片或者颗粒150比元件320中包含的金属卤化物材料更容易损坏多孔元件330。元件320的损坏会潜在的导致电极40的低频性能降低，而多孔元件330的磨损并不一定会导致传感性能降低。图3和图4所示的电极40集成到图1所示的传感器10中，在延长一段使用时间之后，比如超过了电极的20年工作寿命之后，金属卤化物元件320会逐渐溶解到液体120中。当金属卤化物是氯化银时，人们通常不会认为溶解在液体120中的氯化银的量会有任何的健康隐患，氯化银曾经被官方认可作为食物色素，并没有任何有害的健康因素。很低的健康隐患，使电极40可以在饮用水监测等领域得到应用。多孔元件可以延迟金属卤化物离子从元件320到液体120中的散布，这样，使元件320到液体120的分解速度变慢，提高了电极40的使用寿命。
如上文所述，发明者很高兴的发现将金属卤化物共生或包含在多孔元件330中成为电极40的一个更进一步的实现方式。在制作多孔元件330时，通过烧结或者相似的粘接或者压缩过程将这些属卤化物颗粒和导电多孔材料颗粒结合在一起，就可以实现这种金属卤化物的共生或者包含。另外，金属卤化物随后组成导电多孔材料，采用阳极处理法来制作多孔元件330。
在阳极处理法中，多孔元件330在最初可以用车床加工多孔石墨的方式或者粘联石墨颗粒形成石墨块的方式来进行加工。随后，将石墨块浸入金属盐溶液中，比如硝酸银溶液中，金属盐溶液将渗透入石墨块的孔140中。接下来，将从金属盐溶液中取出的石墨块浸入卤素酸溶液，比如盐酸。酸和渗透入孔140的金属盐溶液反应，使得金属卤化物在孔140中沉积。氯化银可以通过这样的方式，在互相粘接在一起用来制造多孔元件330的颗粒之间的空隙沉积下来。首先，将石墨块浸入硝酸银溶液，然后，将处理过的石墨块浸入盐酸中。另外，促进金属卤化物和多孔元件330中的孔140之间共生的电镀技术也是一个可行的制造方法。
如图3和图4所示，壳体300至少在一定程度上包围多孔元件330。图5所示的透视图和剖面图是电极40的另外一种实现方式。在图5中，电极40用一个位于中央的金属杆或者金属线400，比如金属银，被一定程度上同轴的氯化银之类的金属卤化物元件410环绕，而该金属卤化物元件410又被一定程度上同轴的多孔元件420环绕。多孔元件420用制作上文提到过的制作图3和图4中的多孔元件330相同的材料制成，线400和元件410，420之间的相互同轴非常的随意，即使非同轴装配也是可以的。卤化银材料可以集成到多孔元件420中，这样，就可以减少金属卤化物410的厚度，或者就不用金属卤化物元件410。在应用中，固定图4所示的电极40，多孔元件420的外表面提供一个主要的传导通道，用以形成和液体120之间的电接触。另外，在图5中用箭头450标示出来的电极40的端面提供了一个基本的传导通道以形成和液体120之间的电连接。后一种方案的好处是，线400和元件410，420都可能和液体120形成电连接。图5所示的电极40可以焊在或连在传感器10的流速管20的壁200上，这样可以形成一个针对中央杆或者线400防水密封。图5中所示的电极40易于制造，只需要卷曲或者连接壳300以包围元件310和元件320。
如前所述，制作多孔元件330和420的材料比制作元件310，320，410，壳体300以及杆/线400的材料的电化学活性差。当金属和金属卤化物分别选用银和氯化银时，多孔元件330，420不再包含钯，铂，金等材料，这些材料都有化学电势，这些化学电势可能会影响到由银/氯化银等制成的电极40的操作使用。
为了降低成本，杆/线420以及壳体300可以用相对比较便宜的金属来制造，比如铜，然后在外表面用电镀的方式镀上理想的金属，比如银。这样做，可以大幅降低图4和图5中的电极40的制造成本。然而，在这样的实现方式中，希望液体120即使在腐蚀的情况下也不能穿透镀层进入两个金属表面之间图3，图4和图5所示的电极40的实施例都是通过同轴的方式实现的。发明者希望能够以其他的方式来实现。例如，在图6的透视图和剖视图中，展示的是以线性方式实现的电极40，包括一个拉长的金属壳500，该金属壳是以U型沟道之类的沟道型式实现的，该金属壳的内表面510有一个对应于金属卤化物的涂层520。比如，金属壳500可以由金属银制成，而金属卤化物520可以由氯化银制成。在金属壳500内的是一个由石墨，金属织物，金属泡沫或其他具有至少部分可导电性的多孔聚合物或塑料材料制成的拉长条530。多孔材料包括孔140，液体120可以穿过这些孔和涂层520建立电连接，并进而和金属壳500建立电连接。
图6所示的电极40有一个好处，那就是它可以用一个包含壳体500的拉长条制成，壳体500拥有涂层520，并卷边覆盖条530。拉长条530可以用切割或者锯的方式来组成图6所示的尺寸较小的电极40，一条或者多条导线540通过焊或点焊或卷边的方式和电极40连在一起。当这样的电极40用在传感器10上时带来的好处是流速管20可以用挤压成形技术制成截面为矩形的元件，这样可以很好的容纳图6所示的电极40。另外，给定形式的电极40在集成到图1所示的传感器10后可以安装在流速F的横断方向上。
当制造图1所示的包含依照本发明实现的电极40a和40b的传感器10时，比如采用包含图2-图6所示的任一电传导多孔元件的电极40时，最初怎么润湿电极40a和40b成了一个问题。孔140需要一段时间才能被液体120适当的浸湿。如果液体120是水的话，在集成了包含传导多孔元件的电极40的传感器10进行M测量达到相对于流速F稳定的状态之前，需要用几个小时的时间使孔140达到稳定的润湿状态。发明者设想可以用润湿剂对电极40进行预处理，润湿剂可以是醇类或清洁剂或其他润湿剂中一种或几种，这些润湿剂在半导体制造工艺中通常都会用到。孔140因此变得亲水，在实际操作中，浸入液体之后能够很快地被液体120填充。当多孔元件100，330，420，520由颗粒粘结而成时，润湿剂可以在粘结之前引入到颗粒之间。如果多孔元件100，330，420和520由高温烧结而成时，比如在温度以500℃的温度的量级来提升时，润湿剂可以被引入这些多孔元件，使他们在第一次应用到传感器10中时在几分钟的时间内迅速稳定。润湿剂的引入可以用真空注入或高压注入的方式很方便的实现，或者是仅仅增加100，330，420，520这些元件在最初使用之前在润湿剂中的浸润时间。
如前文所述，依照本发明的电极40包含电导多孔元件以提高他们的性能，电极40被用在传感器10中以提高传感器的测量稳定度和提高使用寿命。传感器10适于在工业或者民用环境中用作水流速传感器。水流速传感器容易用在水表中，以测量总流量，比如用来计量水用量以制作水费单。当依照本发明的电极40用于传感器10中时，会使得传感器10的噪声性能得到如图7所示的改进。
在附图7中显示了一个代表频率的横坐标轴600，其从左到右频率以对数的形式增加；一个代表噪声的纵坐标轴610代表测量M中的噪声，其自下而上地增加。所述横坐标轴600代表了一个频率，在该频率处所述磁场70被调制使得所述信号处理单元90能够执行一微分测量来去除系统偏差，该系统偏差将在后面阐述。附图7也演示了代表一个所述传感器10在使用常规的石墨或耐腐蚀金属作为电极40a和40b运行时的测量噪声特性的第一曲线620。此外，也显示了第二曲线630，该第二曲线代表了所述电极40a和40b是金属/金属卤化物电极时运行传感器10的一个测量噪声特性，这些金属/金属卤化物电极在前面所述的已经公开的PCT申请中表述。这些金属/金属卤化物电极能够提供给所述的传感器10以被减少的低频测量噪声，因而改善了传感器的噪声性能，如区域640所代表的。本发明中的包括一个导电的多孔元件的金属/金属卤化物电极在作为所述传感器10中的电极40a，40b使用时能够提供实际上与曲线630所表示的测量噪声特性相同的测量噪声特性给所述传感器10，而所述曲线630的噪声特性能够在所述传感器连续运行的情况下可持续地保持以更多年的时间。这种被持续的噪声改善具备巨大的优点，在于所述的传感器10，为了符合官方所指示的噪声改进，能够在所述磁场70的较低频率的调制下运行并因此节省了操作能量。这种较低能量的运行带给所述传感器10巨大的好处，因为它能够在自带的能源(local source of power)下，例如电池，运行更加延长的一段时期，并且考虑到不用联接一外部电源，例如交互的主干线的电能供应，因此很便于安装在家庭和工业环境下。使用所述传感器10自带的电池，不仅简化了所述传感器10的安装并且改善了它的安全性能，特别是在被用于测量水流时。
现在，总体上介绍一下前面所述的在所述传感器10的信号处理单元90中执行的微分测量。如附图1所述的在电极40a和40b之间被测的所述电压V与所述液体流120的一个量级相关，实际上根据公式1(Eq.1)V＝kFB+V0+VnEq.1其中V＝所述电极40a和40b之间产生的电压k＝比例系数F＝液体流速V0＝电极的系统偏移电压B＝磁场强度Vn＝测量噪声通过在所述磁场70的两个不同的量级执行一微分测量，即在磁场量级B1和B2，一个关于所述电压V的微分测量从所述信号处理单元90中按照公式2(Eq.2)算出。
ΔV＝kF(B2-B1)+2VnEq.2考虑到所述噪声在时间上与所述的两个相互不同的磁场量级B1和B2并不相关，因此所述的测量噪声并不能因所述的微分测量而减少。在一特定的情形下，所述的磁场量级彼此相同，但是相互的方向相反，即B2＝-B1，公式2能够变形为公式3(Eq.3)的形式ΔV＝2kFB2+2VnEq.3考虑到当在所述的传感器10中的电极40a和40b使用的是根据本发明包含了可导电的多孔元件的金属/金属卤化物元件的电极时，所述的噪声Vn同所述的测量M相比相对较低，所述的磁场70能够被调制更小的频率，例如附图标记660所示，所以使得所述传感器10能够运行在更低的能量消耗下；然而使用附图1中所示的使用了耐腐蚀金属电极或石磨电极的所述传感器10的常规流量计为了进行微分测量需要运行磁场调制频率在附图标记650所示的50HZ的级别，根据本发明的使用了多孔元件的电极的所述传感器为了微分测量能够运行的磁场调制频率在1Hz或更低的级别。因此，相对于已知的所述传感器所使用的常规类型的电极40a和40b，本发明的所述传感器能够有效的节省将近2个数量级的操作能量。
可以想到的是附图1中所述的根据本发明配备有金属/金属卤化物电极的包括可导电的多孔元件的所述传感器10能够操作用来作为液体流量传感器，例如水流量传感器。当所述的水流量传感器被提供一所述的具有对测量的流速具有时间积分功能的信号处理单元90时，所述的具有该功能的水流量传感器能够表现为固态水流计。考虑到这样的一个固态水流计包括有根据本发明述的配有至少部分导电的多孔元件的电极并具有较低的噪声，所述的水流计能够在使用自带的能源，如电池，的情况下既满足测量所需的噪声需求，又能运行很长的一段时间。相对于已知的同时期的固态水流计，这样的固态水流计呈现出潜在的技术优势。
进一步可以想到，所述的磁场产生组件50能够以多种不同方式实现。如前面所述的已经公开的PCT申请所述，所述的磁场产生组件可以运用剩磁特性，这样能量仅仅在变换所述磁场70时消耗而在保持所述磁场70时不消耗能量。可替代的，所述磁场70的调制能够通过调制由所述磁场产生组件50、所述的柱状片60a和60b以及所述管20的一个区域所构成的磁性回路的磁阻来获得，在所述的管20内建立有所述磁场。例如，所述的磁场产生元件50能够被作为一永久磁性被实现，其相对于所述的柱状片60a和60b做空间的相对移动从而调制所述的磁场70。这种用于微分测量来去除所述传感器10中的系统偏差的调制所述的传感器10的所述磁场的可替代的方法，在根据本发明所述的传感器10具有电极40和40b且所述电极具有至少部分导电的多孔元件与金属/金属卤化物元件相组合时，也在本发明的范围之内，例如当所述的传感器10被设置作为水流计使用。
所述传感器10的所述的信号处理单元90能够被实施为使用计算机硬件、专用的硬件或是这些实施方式的混合。所述硬件可选择的可被实施为互补金属氧化物半导体(CMOS)技术从而使得所述的传感器10具有较低的能量损耗，从而使得所述的处理单元90能够在自带能源(如电池)下工作很多年。可选择的，所述单元90可被实施为特定用途集成电路(ASIC)来提供一个对通过所述管20的液体流F的一个累积测量，从而使得所述的传感器10来作为一个流量计工作，例如一个水流量计。
在不脱离权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，前述的本发明的实施例的修改都是可能的。例如，尽管前述的实施例涉及的是测量例如水那样的液体的流量率，本发明也可以适用于测量离子化的气体以及类似的如来自燃烧系统的流量率。另外，前面所述的电极液也可用于潜在的广泛的应用范围，使得需要在一段很长的时间内与以液体保持稳定的接触。
“包括”、“由......构成”、“合并”、“有”、“是”等用于表述和限定本发明的权利要求的表述应当理解为是开放式的表述，也就是说允许其他的没有明确表述的组件、项目。参数的表述方式也可以理解为适用于复数的情形，反之亦然。
权利要求中圆括号内的附图标记用于理解权利要求，而不应当理解为对这些权利要求的任何限制。
权利要求
1.一种液体流量传感器(10)用于传感一穿过一区域的液体(120)的流量，所述传感器(10)包含有一个磁性回路(30)来施加一磁场(70)于所述区域的至少一部分，以及配置一种电极(40a，40b)来感应所述液体(120)流动穿过所述的磁场(70)而在所述电极(40a，40b)间产生的一个电压，特征在于每个所述的电极(40)包含一金属元件(130；300；400；500)、一金属卤化物元件(110；310，320；410；520)、以及一至少部分可导电的多孔元件(100；330；420；530)，所述的多孔元件(100；330；420；530)可以用来至少部分地逐渐阻碍所述金属卤化物元件(110；310，320；410；520)损失到所述液流(120)中，并且提供一可导电的路径，该路径在所述的液流(120)和所述的金属卤化物元件(110；310，320；410，520)之间，进而到达所述的金属元件(130；300；400；500)。
2.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的金属元件(130；300；400；500)包括银，并且所述的金属卤化物元件(110；310，320；410；520)包括氯化银。
3.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)包括金属织物、金属泡沫、至少部分可导电的多孔聚合物、和至少部分可导电的多孔石墨中的至少一个。
4.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)在运行中表现出一个比所述的金属卤化物元件(110；310，320；410；520)低至少一个数量级的电阻抗系数。
5.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)在运行中逐渐溶解或磨损至所述的液流(120)中，从而有助于使得所述多孔元件(100；330；420；530)的孔(140)能够保持通畅从而所述的液体(120)可以进入。
6.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的多孔元件(420)和所述的金属卤化物元件(410)实际上在空间上是一体形成的。
7.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的金属卤化物元件(110；310，320；410；520)至少部分地合并到所述的多孔元件(100；330；420；530)中。
8.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)包括一湿媒介，或者用一湿媒介进行预加工，来使得所述的多孔元件(100；330；420；530)易于吸收所述的液体(120)。
9.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的金属元件(130；300；400)、所述的金属卤化物元件(110；310，320；410)以及所述的多孔元件(100；330；420)实际上彼此同心地组装在一起来构成每个相应的电极(40)。
10.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的金属元件(500)、所述的金属卤化物元件(520)以及所述的多孔元件(530)以一种延长组件的方式被实现，从而使得每个电极(40)实际上在形状上是线性的。
11.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述金属卤化物元件(110；310，320；410；520)以及所述多孔元件(100；330；420；530)中的至少一个由粘结在一起的颗粒构成从而提供了与所述液体(120)相关的多孔性。
12.如权利要求10所述的传感器(10)，其中所述的颗粒通过烧结、被机械压制粘结、被加入粘结剂的方式之一相互粘结在一起。
13.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的金属元件(300；500)在空间上设置使得至少部分地围绕所述的多孔元件(330；530)。
14.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的多孔元件(420)能够可选择地被设置成至少部分地包围所述金属元件(400)。
15.如权利要求1所述的传感器(10)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)在其制造过程中通过电镀和/或阳极沉积的方式在其中沉积所述的金属卤化物。
16.如权利要求15所述的传感器(10)，其中所述的阳极沉积包括一个将金属卤化物沉积到所述多孔元件(100；330；420；530)中的沉积过程，该沉积过程是通过使用含有所述金属元件(130；300；400；500)中的一种金属的盐的处理方式、以及通过使用含有所述金属卤化物元件(110；310；320；410；530)中的一种卤化物的酸的处理方式来实现的。
17.如权利要求16所述的传感器(10)，所述的盐包括硝酸银以及所述的酸包括盐酸。
18.如权利要求1所述的传感器(10)，包括一个信号处理单元(90)来从电极(40a，40b；40)的配置接收与在运行过程中电极之间(40a，40b；40)产生的电压相对应的一个信号，所述的信号处理单元(90)可处理所述信号来产生至少所述液流(120)的一测量值以及所述液流的一累计测量值中的至少一个，所述传感器(10)结合所述的信号处理单元(90)构成了一个液体流量计。
19.一种与一液体(120)电接触的电极(40)，所述电极(40)包括一金属元件(130；300；400；500)，其特征在于所述的电极(40)进一步包含一金属卤化物元件(110；310，320；410；520)、以及一至少部分可导电的多孔元件(100；330；420；530)，所述的多孔元件(100；330；420；530)可以用来至少部分地阻碍所述金属卤化物元件(110；310，320；410；520)损失到所述液(120)流中，并且提供一可导电的路径，该路径在所述的液流(120)和所述的金属卤化物元件(110；310，320；410，520)之间，进而到达所述的金属元件(130；300；400；500)。
20.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的金属元件(130；300；400；500)包括银，并且所述的金属卤化物元件(110；310，320；410；520)包括氯化银。
21.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)包括金属织物、金属泡沫、至少部分可导电的多孔聚合物和至少部分可导电的多孔石墨中的至少一个。
22.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)在运行中表现出一个比所述的金属卤化物元件(110；310，320；410；520)低至少一个数量级的电阻抗系数。
23.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)在运行中逐渐的溶解或磨损至所述的液流(120)中，从而有助于使得所述多孔元件(100；330；420；530)的孔(140)能够保持通畅，从而所述的液体(120)可以进入。
24.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的多孔元件(420)和所述的金属卤化物元件(410)实际上在空间上是一体形成的。
25.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)包括一湿媒介，或者用一湿媒介进行预加工，来使得所述的多孔元件(100；330；420；530)易于吸收所述的液体(120)。
26.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的金属元件(130；300；400)、所述的金属卤化物元件(110；310，320；410)以及所述的多孔元件(100；330；420)实际上彼此同心地组装在一起来构成所述电极(40)。
27.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的金属元件(500)、所述的金属卤化物元件(520)以及所述的多孔元件(530)以一种延长组件的方式被实现，从而使得所述电极(40)实际上在形状上是线性的。
28.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述金属卤化物元件(110；310，320；410；520)以及所述多孔元件(100；330；420；530)中的至少一个由粘结在一起的颗粒构成，从而保证了与所述液体(120)相关的多孔性。
29.如权利要求28所述的电极(40)，其中所述的颗粒通过烧结、被机械压制粘结、被加入粘结剂的方式之一相互粘结在一起。
30.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的金属元件(300；500)在空间上至少部分地围绕所述的多孔元件(330；530)。
31.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的多孔元件(420)能够可选择地被设置成至少部分地包围所述金属元件(400)。
32.如权利要求19所述的电极(40)，其中所述的多孔元件(100；330；420；530)在其制造过程中通过电镀和/或阳极沉积的方式在其中沉积所述的金属卤化物。
33.如权利要求32所述的电极(40)，其中所述的阳极沉积包括一个将金属卤化物沉积到所述多孔元件(100；330；420；530)中的沉积过程，该沉积过程是通过使用含有所述金属元件(130；300；400；500)中的一种金属的盐的处理方式、以及通过使用含有所述金属卤化物元件(110；310；320；410；530)中的一种卤化物的酸的处理方式来实现的。
34.如权利要求33所述的电极(40)，所述的盐包括硝酸银以及所述的酸包括盐酸。
35.一种制造一电极(40)的方法，所述电极可操作用来与一液体(120)进行电接触，所述的方法包括步骤(a)提供一金属元件(130；300；400；500)；(b)提供一金属卤化物元件(110；310，320；410；520)；(c)提供一至少部分导电的多孔元件(100；330；420；530)，所述多孔元件相对于所述液体(120)是多孔的；(d)相互地组装所述的金属元件(130；310，320；410；520)、所述的金属卤化物元件(110；310，420；410；520)、所述的多孔元件(100；330；420；530)在一起，从而所述的多孔元件(100；330；420；530)可以来至少部分地阻碍所述金属卤化物元件(110；310，320；410；520)损失到所述的液体(120)中，并且提供一可导电的路径，该路径在所述的液体(120)和所述的金属卤化物元件(110；310，320；410；520)之间，进而到达所述的金属元件(130；300；400；500)。
36.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述方法包括更进一步的步骤(e)包括所述的金属元件(130；300；400；500)中的银；以及(f)包括所述的金属卤化物元件(110；310，320；410；520)中的氯化银。
37.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述方法进一步包括步骤(g)制造所述多孔元件(100；330；420；530)以便包括金属织物、金属泡沫、至少部分可导电的多孔聚合物、至少部分可导电的多孔石墨中的至少一个。
38.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述的方法包括一个制造所述金属卤化物元件(410)和所述多孔元件(420)的步骤从而在被包括进所述电极(40)时他们能够实际上在空间上是一起形成的。
39.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述方法包括进一步的步骤使得所述的多孔元件中(100；330；420；530)包括一湿媒介，或者用一湿媒介对所述多孔元件(100；330；420；530)预加工，来使得所述的多孔元件(100；330；420；530)易于吸收所述的液体(120)。
40.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述方法进一步包括步骤，使得所述的金属元件(130；300；400)、所述的金属卤化物元件(110；310，320；410)以及所述的多孔元件(100；330；420)实际上彼此同心地组装在一起来构成所述的电极(40)。
41.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述的方法进一步包括步骤，使得所述的金属元件(500)、所述的金属卤化物元件(520)以及所述的多孔元件(530)以一种延长组件的方式被实现，从而使得电极实际上在形状上是线性的。
42.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述方法进一步包括步骤，使得所述金属卤化物元件(110；310，320；410；520)以及所述多孔元件(100；330；420；530)中的至少一个由粘结在一起的颗粒构成，从而保证了与所述液体(120)相关的多孔性。
43.如权利要求42所述的制造电极(40)的方法，其中所述的颗粒通过烧结、被机械压制粘结、被加入粘结剂的方式之一相互粘结在一起。
44.如权利要求35所述的制造电极(40)的方法，所述的方法包括步骤，通过用所述金属元件(130；300；400；500)中的一种金属的一种盐处理所述多孔元件(100；330；420；530)、以及用包含金属卤化物元件(110；310；320；410；520)中的一种卤化物的酸处理所述的多孔元件(100；330；420；530)的方式，电镀或阳极沉积金属卤化物到所述的多孔元件(100；330；420；530)中。
45.如权利要求44所述的制造电极(40)的方法，所述方法被如此的实施即所述的盐包括硝酸银以及所述的酸包括盐酸。
全文摘要
一种液体流量传感器(10)用于传感一穿过一区域的液体(120)的流量(F)，所述传感器(10)包含有一个磁性回路(50，60a，60b)来应用一磁场(70)于所述区域的至少一部分，以及电极(40a，40b)用于传感在操作中所述电极(40a，40b)间的一个电压(V)，电压是响应所述液体(120)穿过所述的磁场(70)而产生的。每个所述的电极(40)包含一金属元件(130；300；400；500)、一金属卤化物元件(110；310，320；410；520)、以及一导电多孔元件(100；330；420；530)，所述的多孔元件(100；330；420；530)可以用来逐渐阻止所述金属卤化物元件(110；310，320；410；520)在所述液流(120)(F)中的损失，并且提供一可导电的路径，该路径在所述的液流(F)和所述的金属卤化物元件(110；310，320；410，520)之间，进而到达所述的金属元件(130；300；400；500)。内含的多孔元件(100；330；420；530)使得所述的传感器(10)具有更长的使用寿命，而不必在测量的噪声性能方面让步。
文档编号G01F1/56GK1981180SQ200580022262
公开日2007年6月13日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年7月2日
发明者安东尼·格劳塞尔 申请人:森泰克有限公司