电极组件的制作方法

本发明涉及一种用于电磁流量计的电极组件和一种电磁流量计。

背景技术

电磁流量计(也称为“磁流量计”或甚至“磁量计(mag flow meters)”)是已知的。

电磁流量计可以使用包括涂覆有氯化银的银电极和多孔石墨塞的电极组件，水从流动通道渗透通过该多孔石墨塞到达涂覆有氯化银的银电极并与涂覆有氯化银的银电极接触。石墨塞用于保护电极。如US 7,472,605 B2中所述，氯化银/银电极可以在低于5Hz的频率下表现出低噪声能量。使用银电极会增加流量计的成本。此外，氯化银可能在具有非常低浓度的氯离子的水中(例如，脱盐水)在一段时间内降解。

惰性材料(诸如金和铂)可以用作低噪声电极，但甚至更昂贵。然而，由于电化学反应，较便宜的金属往往表现出更多的噪声并产生不可预测的电压。还尝试了由导电聚合物形成的电极，请参考US 7 155 983 B2和WO 2019/159125 A1。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种用于电磁流量计的电极组件。所述电极组件包括：壳体，在第一端与第二端之间具有通道；电极，包括至少部分地设置在通道内靠近第一端的多孔材料塞(或“片”或“块”)(例如，所述电极包括石墨、或主要由碳形成的任何多孔材料、或形成有电化学惰性材料(诸如金或铂或碳)表面的多孔材料，或者由石墨、或主要由碳形成的任何多孔材料、或形成有电化学惰性材料(诸如金或铂或碳)表面的多孔材料形成)；以及导电聚合物连接器，至少部分地设置在通道内并与电极直接接触(所述导电聚合物连接器也可以用作不透流体的密封件)。

使用导电聚合物连接器(即，可以用于提供与电极的电连接的导电部件或导电件)可以有助于减少或甚至避免电极-连接器界面中的伽伐尼效应(galvanic effect)，因此有助于减小电噪声能量和/或不想要的电压。

电极可以至少部分地设置在通道外部，例如从通道延伸或突出。导电聚合物连接器可以至少部分地设置在通道外部，例如从通道延伸或突出。

多孔材料塞可以包括盲孔，例如在面向连接器的端部中的中心盲孔，其可以有助于导电聚合物连接器的变形，从而增加密封。多孔材料塞可以在其端部之间包括一个或多个通孔(例如，中心通孔)，这可以有助于增加整个电极体积的润湿。

电极可以具有大于等于1％、大于等于5％、大于等于10％、大于等于15％、大于等于20％且小于等于30％、小于等于40％的孔隙率。电极可以具有在1％到40％之间、在5％到40％之间或在10％到30％之间的孔隙率。增大电极(特别是石墨电极)的孔隙率可以有助于减小噪声。

电极中的大量孔隙的直径可以在0.001μm至10μm的范围内。因此，由电极提供的表面积可以在每cm³电极5m²至50m²的范围内。由电极提供的表面积可以大于等于10m²g^-1、大于等于20m²g^-1或者大于等于100m²g^-1的电极材料。多孔石墨电极或碳基多孔电极的密度可以大于等于1gcm^-3且小于等于2.4gcm^-3。

电极可以具有大于等于7mm³、大于等于25mm³、大于等于100mm³、大于等于150mm³、大于等于200mm³且小于等于1,000mm³的体积。电极可以具有在7mm³到1,000mm³之间、在25mm³到200mm³之间、或在100mm³到150mm³之间的体积。增大电极的体积可以减小噪声并提高测量可重复性。

电极对在1Hz下的噪声密度可以小于等于90nV/sqrt(Hz)、或小于等于60nV/sqrt(Hz)、或小于等于30nV/sqrt(Hz)。电极对在1Hz下的噪声密度可以大于等于5nV/sqrt(Hz)。电极对在1Hz下的噪声密度可以在5nV/sqrt(Hz)至90nV/sqrt(Hz)之间。

1Hz可以是磁场反转的频率。

电极的面向流体的面(或“正面”)(即，最靠近第一端的面)可以具有大于等于2mm、大于等于3mm、大于等于4mm、或大于等于5mm的直径。电极可以具有在2mm到5mm之间或在3mm到4mm之间的直径。

电极的长度(即，正面与背面之间的距离)可以大于等于1mm、大于等于2mm、大于等于3mm、大于等于5mm、大于等于10mm。电极的长度可以在1mm到10mm之间、在2mm到5mm之间、或甚至在3mm到5mm之间。

电极可以被嵌件模塑成型或组装在壳体中，该壳体可以是流管。流管可以具有范围从DN15到DN100(包括端值)的标称直径。流管可以具有范围从15mm(5/8英寸标称尺寸)到100mm(4英寸标称尺寸)(包括端值)的标称尺寸。

电磁计可以是财务(fiscal)计量器。

电极正面可以在±0.5mm内与流管的内面对齐，或者可以以小于等于0.3mm与流管的内面齐平或次齐平。

导电聚合物连接器可以提供设置在通道内的密封件，该密封件插置在电极与另外的连接器(所述另外的连接器可以包括非贵金属(诸如铜或其他过渡金属)、或包括非贵金属的合金(例如，过渡金属)，或者主要由非贵金属或包括非贵金属的合金形成)之间，并且被布置成电连接电极和另外的连接器，并在电极与另外的连接器之间的通道中提供不透流体的密封。

另外的连接器可以具有例如贵金属(诸如金)的涂层。涂层的厚度可以小于1μm、小于10μm或小于50μm。涂层的厚度可以在0.2μm到50μm之间或在0.5μm到20μm之间。

导电聚合物连接器可以设置在通道内与电极直接电接触，并且电极组件还可以包括密封件(诸如不需要导电的“O”形环)，以在通道的第一端与流量计的非润湿部分之间提供不透流体的密封。密封件可以至少部分地围绕连接器的长度设置。

导电聚合物连接器可以包括弹性体或主要由弹性体形成。导电聚合物连接器可以邻接电极。导电聚合物连接器可以邻接另外的连接器。导电聚合物连接器可以是被压缩的。导电聚合物连接器可以被压靠在电极上。导电聚合物连接器可以被压缩在电极与连接器之间。压缩力可以是至少20N。这可以有助于减小接触电阻。导电聚合物连接器可以包括热固性材料或热塑性材料或弹性体或本文所述的材料的组合，或者主要由热固性材料或热塑性材料或弹性体或本文所述的材料的组合形成。导电聚合物连接器可以被粘附或模塑成型(mould)到另外的连接器。

导电聚合物连接器可以成形为当在沿着通道的方向上压缩时促进在横向方向上的扩展。导电聚合物连接器可以被布置成承受至少6.5MPa的压力。导电聚合物连接器可以包括硅树脂或主要由硅树脂形成。导电聚合物连接器可以包括乙烯丙烯二烯单体橡胶(ethylene propylene diene monomer rubber)或可以主要由乙烯丙烯二烯单体橡胶形成。导电聚合物连接器可以包括导电材料的颗粒。导电材料可以是碳。导电聚合物连接器可以包括炭黑。导电聚合物连接器可以包括碳纳米管。导电材料可以是银。导电聚合物连接器的电阻可以小于等于1kΩ、小于等于100Ω、或小于等于10Ω。导电聚合物连接器的电阻可以在5kΩ到1kΩ之间、在5Ω到100Ω之间、或在5Ω到10Ω之间。

导电聚合物连接器可以安置在电极中。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于电磁流量计的电极组件。所述电极组件包括：壳体，在第一端与第二端之间具有通道；电极，设置在通道内靠近第一端；第一连接器(或“另外的连接器”)，设置在通道内；以及导电聚合物连接器(或“导电聚合物密封件”)，设置在通道内，插置在电极与第一连接器之间，并且被布置成电连接电极和第一连接器并在电极与第一连接器之间的通道中提供不透流体的密封。

根据本发明的第三方面，提供了一种电磁流量计，所述电磁流量计包括：流管，具有流动通道；第一方面的第一电极组件和第二电极组件，设置在流管的相对侧上并且被布置成使得相应的电极与流动通道流体连通；以及磁场源，用于在电极之间提供跨流动通道的磁场。

第一连接器或导电聚合物连接器可以直接连接到计量电路。例如，计量电路可以包括印刷电路板(PCB)，并且连接器可以安装在PCB上。替代地，第一连接器或导电聚合物连接器可以通过导线或柔性电路片连接到PCB，并且可以包括连接器(例如，插头和插孔)。

流管可以为第一电极组件和第二电极组件提供相应的壳体。

磁场源可以包括剩磁材料段和缠绕在所述剩磁材料段的至少一部分周围的线圈。

所述电磁流量计还可以包括连接到连接器的电路，该电路被布置成执行流量测量。

根据本发明的第四方面，提供了一种磁流量计，所述磁流量计包括至少一个导电聚合物互连件、至少两个电极、流动导管和磁场源。

导电聚合物可以与电极和导电金属形成电互连。导电聚合物互连件可以形成待测量的导电液体与电路之间的电互连的至少一部分。顺应导电材料可以邻接电极。导电聚合物互连件可以是顺应的。顺应导电材料可以形成密封。顺应导电材料可以形成密封，该密封阻止导电液体到达导电聚合物互连件的一侧。顺应导电材料可以是被压缩的。顺应导电材料可以被压靠在电极上。顺应导电聚合物可以是导电橡胶。顺应导电材料可以在电极与导电部件之间被压缩。顺应导电聚合物互连件可以被压缩和设定尺寸成使得能够形成抵抗流量计的操作压力的密封。顺应导电材料可以被压缩和设定尺寸成使得能够形成抵抗流量计的爆裂压力(burst pressure)要求的密封。可以使用螺钉或使用压制操作(press operation)和“星形止退(star lock)”垫圈或任何形式的倒钩、或者通过焊接或热熔或粘合剂保持的塞来压缩顺应导电材料。顺应导电材料可以被压缩到使得能够形成密封但将保持电极的完整性的水平。电极可以由多孔石墨制成。

某些实施例包括提供电连续性的导电聚合物，另外，它可以在磁流量计中的电极与电子器件之间提供不透流体的密封。

在磁水流量计中用作具有多孔石墨屏蔽塞的电极的银、氯化银电极可以被更便宜的石墨电极和导电聚合物替代，该石墨电极和导电聚合物可以被注塑成型或转移模塑成型或挤出或由片材或棒材制成。

磁流量计的应用可以扩展到具有低氯离子含量的供水，因为这导致具有银、氯化银销的计量器的性能劣化。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的某些实施例，其中：

图1是电磁流量计的示意图；

图2是电极组件的截面图，该电极组件包括壳体、电极、用作密封件和互连件的聚合物件(或“导电聚合物连接器”)、另外的连接器(或“销”)以及保持器；

图3A、图3B和图3D分别是电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该电极组件包括壳体、电极、用作密封件和互连件的聚合物件、另外的连接器以及保持器，该电极组件被组装在壳体中；

图4A、图4B和图4C分别是第三电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第三电极组件包括壳体、包括中心盲孔的电极、用作密封件和互连件的聚合物件、另外的连接器以及保持器，其中，中心盲孔可以有助于增加施加在壳体的孔与密封件之间的密封压缩；

图5A、图5B和图5C分别是第四电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第四电极组件包括壳体、具有凸形上面的电极、用作密封件和互连件的聚合物件、具有凸形下面的另外的连接器以及保持器，其中，凸形面可以有助于促进密封；

图6A、图6B和图6C分别是第五电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第五电极组件包括壳体、电极、用作密封件和互连件并且是杯形的具有两个内周向肋和两个外周向肋的聚合物件、另外的连接器以及保持器；

图7A、图7B和图7C分别是第六电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第六电极组件包括壳体、电极、具有三个外周向肋的用作密封件和互连件的聚合物件、另外的连接器以及保持器；

图8A、图8B和图8C分别是第七电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第七电极组件包括壳体、电极、用作密封件和互连件的聚合物件、连接器、保持器以及用于保持销的衬套；

图9A、图9B、图9C和图9D分别是第八电极组件的透视图、分解透视图、截面图和分解截面图，该第八电极组件包括壳体、电极、用作密封件和互连件的聚合物件、由柔性电路提供的连接器、背衬塞以及保持器；

图10A、图10B和图10C分别是第九电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第九电极组件包括壳体、电极、用作密封件和互连件的聚合物件、导电塑料销形式的另外的连接器、使用导电粘合剂或弹簧连接器连接到连接器的柔性电路以及保持器；

图11A、图11B和图11C分别是第十电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第十电极组件包括壳体、电极、用作互连件的聚合物件、具有周向凹槽的为金属或导电塑料或金属销形式的另外的连接器、位于周向凹槽中的“O”形环或形成在销的凸缘的顶部与保持器的底部之间的密封压盖(gland)以及保持器，其中，如果省略导电弹性体，则销直接承载(load)聚合物件或石墨电极；

图12A、图12B和图12C分别是第十一电极组件的分解透视图、截面图和分解截面图，该第十一电极组件包括壳体、电极、用作密封件和互连件并且包括在底面和顶面上的中心凹入部(或“凹口”)的聚合物件、另外的连接器以及保持器，其中，凹口可以有助于增加孔与密封件之间的密封压力；

图13是第十二电极组件的截面图，该第十二电极组件包括壳体、电极、接触电极的导电塑料通销形式的导电聚合物连接器、“O”形环以及保持器；

图14是第十三电极组件的截面图，该第十三电极组件包括壳体、电极、接触电极的导电塑料通销形式的导电聚合物连接器，该导电聚合物连接器具有形成面密封的凸缘；

图15是第十四电极组件的截面图，该第十四电极组件包括壳体、电极、接触电极的导电塑料通销形式的导电聚合物连接器，该导电聚合物连接器具有凸缘和形成面密封的“O”形环；

图16是绘制的电极对在1Hz下表现出的噪声密度相对于石墨电极对的孔隙率的图；以及

图17是绘制的电极对在1Hz下表现出的噪声密度相对于每个石墨电极的体积的图。

具体实施方式

电磁流量计1

参考图1，示出了电磁流量计1的简化视图。

流量计1包括：流管2，限定用于具有流动方向5(在这种情况下，沿着x轴)的流体4的流动通道3；线圈形式的磁场源(未示出)；第一极和第二极7，用于从线圈(未示出)向流动通道3提供横向磁场8(在这种情况下，沿着z轴)；以及电极对9，该电极对在流管2的相对侧上面向彼此，并且暴露于流动通道3，以便当流体4流过流动通道时与流体4接触。电极9沿着垂直于流动方向5和磁场8两者的线10(在这种情况下，沿着y轴)布置。流管2包括或衬有电绝缘材料，诸如合适的塑料。

当导电流体4(诸如含离子的水、水和乙二醇的混合物或其他合适的流体)流过流动通道3和磁场8时，感应出电动势(EMF)，该电动势可以通过电路11使用电极7来测量。EMF与流体4的速度成比例。因此，可以确定流体4的流速。

第一电极组件121

参考图2，示出了用于电磁流量计1(图1)中的电极组件121。

电极组件121包括壳体122，在这种情况下，该壳体122采用流管2(图1)的形式，在第一端1241与第二端1242之间具有通道123。换言之，通道123延伸通过流管2(图1)的壁，并且第一端1241通向流管2(图1)的内部。流管2的壁可以向外延伸以提供颈部(或“塔”)来容纳电极组件121。

电极组件121包括多孔石墨塞(其也可以称为“片”或“块”)形式的电极125(用于提供图1中的电极9)，其设置在通道123内靠近通道123的第一端1241。电极125大体上是圆柱形的，并且具有约4mm的正面直径D1和约5mm至10mm的长度L1。电极125的内部部段(即，靠近通道的第一端的部段)具有比外部部段略小的直径。

电极组件121还包括：金属销形式的第一连接器126(或“端子”)，其设置在通道123内靠近通道123的第二端；以及导电聚合物连接器127(也称为“导电聚合物密封件”)，其设置在通道123内，插置在电极125与第一连接器126(其也可以称为“另外的连接器”)之间。另外的连接器126可以由黄铜或其他相对便宜的导电金属(诸如铜或金属合金)制成，但是可以具有金的表面涂层。另外的连接器126可以由导电聚合物制成。导电聚合物密封件127可以由弹性体(诸如硅树脂或乙烯丙烯二烯单体(ethylene propylene diene monomer，EPDM)橡胶)形成，其载有诸如碳(例如，炭黑或碳纳米管的形式)或银(例如，片状银粉(silver flakes)的形式)等导电材料的颗粒。

导电聚合物密封件127被布置成电连接电极125和销126，并且在电极125与销126之间的通道中提供不透流体的密封。密封件127大体上是盘形的，具有约4mm的直径D2和约3mm的长度L2。

另外的连接器126包括盘部1261和杆部1262，该杆部1262从盘部1261的中心直立朝向通道123的第二端1242延伸。导电聚合物密封件127被压缩在电极125的面向外的面1282与另外的连接器126的面向内的面129之间。保持器130可以用于维持电极125与销126之间的物理接触。电极组件121通过电极125的嵌件模塑成型(insert moulding)而形成。

导电聚合物密封件127与石墨电极125直接电接触并且与另外的连接器126直接电接触。

在使用中，多孔石墨电极125的面向内的面1281(或“正面”)呈现给流体4。流体4渗透整个多孔石墨电极125以与由多孔石墨电极125提供的大表面积形成良好的电接触，并且流体4可以到达导电聚合物密封件127。流体4与由多孔石墨电极125提供的大面积处于良好的电接触，并且导电聚合物密封件127与多孔石墨电极125形成良好的电接触。

使用石墨电极125可以有助于在保持性能的同时降低流量计的成本。此外，电极组件可以用于非常低电导率的流体(例如，<20μSm^–1)中。此外，不需要使用“O”形环来防止流体到达寄存器中的计量电子器件(未示出)。

第二电极组件221

参考图3A至图3C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的电极组件221。

电极组件221包括壳体222，在这种情况下，该壳体222采用流管2(图1)的形式，在第一端2241与第二端2242之间具有通道223。换言之，通道223延伸通过流管2(图1)的壁，并且第一端2241通向流管2(图1)的内部。

电极组件221包括多孔石墨塞形式的电极225，其设置在通道223内靠近通道223的第一端2241。电极225大体上是圆柱形的，并且具有约4mm的正面直径和约5mm至10mm的长度。电极225的内部部段(即，靠近通道的第一端的部段)具有比外部部段略小的直径，从而允许在壳体222(即，流管)已经被模塑成型之后组装电极组件。

电极组件221还包括：金属销形式的第一连接器226，其设置在通道223内靠近通道223的第二端；以及导电聚合物连接器227(也称为“导电聚合物密封件”)，其设置在通道223内，插置在电极225与销226之间。第一连接器226(或“另外的连接器”)可以由黄铜或其他相对便宜的导电金属或金属合金制成。另外的连接器226可以由导电聚合物制成。导电聚合物密封件227可以由弹性体(诸如硅树脂或乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶)形成，其载有诸如碳(例如，炭黑或碳纳米管的形式)或银(例如，片状银粉的形式)等导电材料的颗粒。

导电聚合物密封件227被布置成电连接电极225和销226，并且在电极225与销226之间的通道中提供不透流体的密封。密封件227大体上是盘形的，具有约4mm的直径和约3mm的长度。

另外的连接器226包括盘部2261和杆部2262，该杆部2262从盘部2261的中心直立朝向通道223的第二端2242延伸。导电聚合物密封件227被压缩在电极225的面向外的面2282与另外的连接器226的面向内的面229之间。

在这种情况下为星形止退垫圈(starlock washer)形式的保持器230可以用于维持电极225、密封件227与另外的连接器226之间的物理接触。在壳体222(即，流管)已经被模塑成型之后组装电极组件221。

流管2的壁可以向外延伸以提供颈部231来容纳电极组件121。

导电聚合物密封件227与石墨电极225直接电接触并且与另外的连接器226直接电接触。

在使用中，多孔石墨电极225的面向内的面2281(或“正面”)呈现给流体4。流体4渗透整个多孔石墨电极225并且可以到达导电聚合物密封件227。

流体4与由多孔石墨电极提供的大面积处于良好的电接触，并且导电聚合物密封件127与多孔石墨电极125形成良好的电接触。

使用石墨电极可以有助于在保持性能的同时降低流量计的成本。此外，组件可以用于非常低电导率的流体(例如，<20μSm^–1)中。此外，不需要使用“O”形环来防止流体到达寄存器中的计量电子器件(未示出)。

第三电极组件321

参考图4A至图4C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第三电极组件321。

除了电极325在其面向外的面3282的中心具有盲孔331，第三电极组件321与电极组件221(图3A至图3C)相同。电极325可以具有通孔而不是盲孔。这可以有助于增加密封件227的压缩。对于由另外的连接器226施加的给定的轴向力，在电极325中添加盲孔331在密封件227与内部通道223(或“孔”)之间提供更多的密封压缩或密封带压力。

这可以有助于增加通道223(或“孔”)的内部与密封件1127之间的密封带压力，从而能够在潜在地更高的水压下操作。

第三电极组件321的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此将不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第四电极组件421

参考图5A至图5C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第四电极组件421。

除了电极425的面向外的面4282和另外的连接器426的盘部4261的面向内的面429是穹顶形的(或“凸形的”)，第四电极组件421与电极组件221(图3A至图3C)相同。这可以有助于增加密封件227的压缩。

电极425的面向内的面4281与电极组件221(图3)的电极225(图3)的面向内的面2281(图3)相同。类似地，另外的连接器426的杆部4262与电极组件221(图3)的另外的连接器226(图3)的杆部2262(图3)相同。

第四电极组件421的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此将不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第五电极组件521

参考图6A至图6C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第五电极组件521。

除了第五电极组件521包括塞状的另外的连接器526，第五电极组件与电极组件221(图3A至图3C)相同，该塞状的另外的连接器被布置成安置在杯形密封件527中，该杯形密封件包括用于容纳另外的连接器526的远端部5261的盲孔533，并且该杯形密封件包括内周向肋535和外周向肋536以及内中心突起537和外中心突起538。这可以有助于提供径向密封。

第五电极组件521的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此将不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第六电极组件621

参考图7A至图7C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第六电极组件621。

除了密封件627包括在通道的方向上间隔开的三个外周向肋636(或“凸角(lobes)”)，第六电极组件621与电极组件221(图3A至图3C)相同。这可有助于提供径向密封。

第六电极组件621的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此将不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第七电极组件721

参考图8A至图8C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第七电极组件721。

除了第七电极组件721包括用于为销226(即，连接器)提供机械径向和/或轴向稳定性的附加衬套739，第七电极组件与电极组件221(图3A至图3C)相同。

可以省略星形止退垫圈230。当在没有星形止退垫圈230的情况下使用衬套739时，衬套739提供用于压缩密封件的力。衬套739可以通过焊接(使用超声波焊接或热焊接)或粘合剂保持。

衬套739包括通孔740(或“孔”)，其直径略大于另外的连接器226的杆部2261的外径。衬套739包括阶梯状外表面741，该外表面对应于通道223的阶梯状内表面242。

电极组件721的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此将不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第八电极组件821

参考图9A至图9D，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第八电极组件821。

除了连接器由柔性印刷电路片845提供，第八电极组件821与电极组件221(图3A至图3C)相同，该柔性印刷电路片夹在密封件227与可以由电绝缘材料形成的保持盘846之间。柔性印刷电路片845穿过壳体822的颈部831的侧壁中的狭槽847，通道823穿过该壳体822。

柔性印刷电路片845包括由合适的塑料(诸如聚酯、聚酰亚胺或PEEK)形成的柔性电绝缘基板、以及在基板的面向密封件的面上的金属或导电聚合物的一个或多个轨道(未示出)。

保持盘846包括主平坦部8461和中心凸台8462(或“短柱(stub)”)，该中心凸台8462可以有助于星形止退垫圈230的定位。

第八电极组件821的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第九电极组件921

参考图10A至图10C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第九电极组件921。

除了附加提供连接到另外的连接器226的柔性印刷电路片855，第九电极组件921与电极组件221(图3A至图3C)相同。具有平坦面957和锥形面958的导电垫圈956可以用于帮助为柔性印刷电路片955提供到另外的连接器226的顶部2263的更大的附接面积(例如，通过钎焊)。柔性印刷电路片955可以使用导电粘合剂附接到另外的连接器226。

柔性印刷电路片845包括由合适的塑料(诸如聚酯、聚酰亚胺或PEEK)形成的柔性电绝缘基板、以及在基板的面向密封件的面上的金属或导电聚合物的一个或多个轨道(未示出)。

另外的连接器226可以由黄铜形成并且可以是镀金的。然而，另外的连接器226可以由导电聚合物形成。如果另外的连接器226由导电聚合物形成，则可以省略密封件227，因此，如果在其他地方使用另一密封件，则连接器226可以直接接触电极225。在该布置中，另外的连接器226被称为“导电聚合物连接器”。

第九电极组件921的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第十电极组件1021

参考图11A至图11C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第十电极组件1021。

除了使用另外的连接器1026，第十电极组件1021与电极组件221(图3A至图3C)相同，该另外的连接器1026将“O”形环1062容纳在围绕盘部10261的周向凹槽1063中。杆部10262远离盘部10261的中心延伸。

另外的连接器1026可以由黄铜形成并且可以是镀金的。然而，另外的连接器1026可以由导电聚合物形成。如果另外的连接器1026由导电聚合物形成，则可以省略密封件227，因此，连接器1026可以直接接触电极225。在该布置中，连接器1026被称为“导电聚合物连接器”。

第十电极组件1021的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第十一电极组件1121

参考图12A至图12C，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第十一电极组件1121。

除了使用导电聚合物连接器1127(也称为“导电聚合物密封件”)，第十一电极组件1121与电极组件221(图3A至图3C)相同，该导电聚合物连接器1127分别在面向内的面1167和面向外的面1168中具有中心盲孔1165、1166(或“凹口(indentation)”)。这可以有助于增加通道223(或“孔”)的内部与密封件1127之间的密封带压力，从而能够在潜在地更高的水压下操作。

第十一电极组件1121的其他部件与电极组件221(图3)的那些相同，因此不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

第十二电极组件1221

参考图13，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第十二电极组件1221。

电极组件1221包括壳体1222，在这种情况下，该壳体1222采用流管2(图1)的形式，在第一端12241与第二端12242之间具有通道1223。换言之，通道1223延伸通过流管2(图1)的壁，并且第一端12241通向流管2(图1)的内部。

电极组件1221包括多孔石墨塞形式的电极1225，其设置在通道1223内靠近通道1223的第一端12241。电极1225大体上是杯形的，并且具有约4mm的正面直径和约5mm至10mm的长度。电极1225的内部部段(即，靠近通道的第一端的部段)具有比外部部段略小的直径，尽管它可以更大。电极1225可以在壳体被模塑成型之后被嵌件模塑成型或嵌入。

导电聚合物连接器1226由刚性导电聚合物形成，该刚性导电聚合物载有诸如碳(例如，炭黑或碳纳米管的形式)或银(例如，片状银粉的形式)等导电材料的颗粒。

塞状导电聚合物连接器1226被布置成安置在杯形电极1225中，该杯形电极1225包括用于容纳导电聚合物连接器1226的远端部12261的盲孔1270。塞状连接器导电聚合物1226可以压配合到杯形电极1225中。电极1225可以具有通孔而不是盲孔。

电极组件1221还包括围绕导电聚合物连接器1226的轴布置的“O”形环1271。“O”形环1371可以包括电绝缘弹性体材料或者可以包括导电弹性体材料(诸如硅树脂或EPDM橡胶)，该导电弹性体材料载有诸如碳(例如，炭黑或碳纳米管的形式)或银(例如，片状银粉的形式)等导电材料的颗粒。

保持器1230可以用于维持电极1225与导电聚合物连接器1226之间的物理接触。电极组件1221通过嵌件模塑成型而形成。

在使用中，多孔石墨电极1225的面向内的面12281(或“正面”)呈现给流体4。流体4渗透整个电极1225以与由多孔石墨电极1225提供的大表面积形成良好的电接触，并且流体4可以到达导电聚合物连接器1226。

使用石墨电极1225可以有助于降低流量计的成本。此外，电极组件可以用于非常低电导率的流体(例如，<20μSm^–1)中。

第十三电极组件1321

参考图14，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第十三电极组件1321。

电极组件1321包括壳体1322，在这种情况下，该壳体1322采用流管2(图1)的形式，在第一端13241与第二端13242之间具有通道1323。换言之，通道1323延伸通过流管2(图1)的壁，并且第一端13241通向流管2(图1)的内部。

电极组件1321包括多孔石墨塞形式的电极1325，其设置在通道13223内靠近通道1323的第一端13241。电极1325大体上是杯形的，并且具有约4mm的正面直径和约5mm至10mm的长度。电极1325的内部部段13251(即，靠近通道的第一端的部段)具有比外部部段13252略小的直径，尽管它可以更大。电极1325可以在壳体被模塑成型之后被嵌件模塑成型或嵌入。电极1325包括中心盲孔1381。电极1325可以具有通孔而不是盲孔。

电极组件1321还包括塞状导电聚合物连接器1326，其为具有第一部段13261、第二部段13262和第三部段13263的头部导电聚合物销(headed,electrically-conductive polymer pin)形式。第一部段13261和第二部段13262设置在通道1323内。第三部段13263提供大体上比通道1323宽的头部。

第三部段13263的面向内的表面1382(或“下侧”)和壳体1332的面向外的表面1383(或“上表面”)对应地成形并被布置成例如使用超声波焊接、粘合剂等形成环形面密封。不需要使用“O”形环。例如，径向密封可以通过超声波焊接形成在导电聚合物连接器1326的第二部段13262与壳体1331之间。

导电聚合物连接器1326由刚性导电聚合物形成，该刚性导电聚合物载有诸如碳(例如，炭黑或碳纳米管的形式)或银(例如，片状银粉的形式)等导电材料的颗粒。

导电聚合物连接器1326的第一部段13261被布置成安置在杯形电极1325的盲孔1381中。导电聚合物连接器1326可以压配合到杯形电极1325中。

在使用中，多孔石墨电极1325的面向内的面13281(或“正面”)呈现给流体4。流体4渗透整个电极1325以与由多孔石墨电极1325提供的大表面积形成良好的电接触，并且流体4可以到达导电聚合物连接器1326。

使用石墨电极1325可以有助于降低流量计的成本。此外，电极组件可以用于非常低电导率的流体(例如，<20μSm^–1)中。

第十四电极组件1421

参考图15，示出了用于电磁流量计1(图1)中的第十四电极组件1421。

除了使用“O”形环1484并且将其设置在导电聚合物连接器1326的第三部段13263内的环形凹槽1485中，第十四电极组件1421与第十三电极组件1321(图14)相同。例如，径向焊接可以通过超声波焊接形成在导电聚合物连接器1326的第二部段13262与壳体1331之间。

第十四电极组件1421的其他部件与第十三电极组件1321(图14)的那些相同，因此不再描述。相同的部件由相同的附图标记表示。

电极的孔隙率

在本文描述的实施例中，电极可以由多孔石墨形成。

参考图16，示出了电极对在1Hz下表现出的绘制为石墨电极对的孔隙率的函数的测量噪声密度的图。

使用基于PC的数据采集系统(未示出)结合超低噪声前置放大器(未示出)来测量光谱电压噪声密度。电极端子连接到前置放大器的差分输入，前置放大器将为100的增益施加到端子之间的电压，使得该电压可以通过DAQ系统以足够的分辨率容易地数字化。使用韦尔奇(Welch)方法，从采集的时间序列计算光谱噪声密度。针对1Hz的结果绘制在图16中。

前置放大器和采集系统的固有噪声密度足够低，使得可以忽略其对电极对的测量噪声密度的贡献。

图16示出了噪声大体上随着石墨电极的孔隙率增大而减小。

电极的体积

参考图17，示出了电极对在1Hz下表现出的绘制为单个石墨电极的体积的函数的噪声密度的图。

图17示出了噪声密度随着石墨电极的体积增大而减小。在所示的示例中，当电极体积增大到超过20mm³时，噪声密度显著减小。

减小电极的噪声密度的大小是重要的，因为它叠加在与流速成比例的测量EMF上。因此，较低的噪声密度减少了在进行流量测量时对任何噪声进行平均所需的时间。因此，具有大的调节比(turn down ratio)(例如，800或更高)的流量计对于校准和使用变得可行。另外，它使得具有较低调节比(例如，250或更低)的流量计在生产中更快地校准，从而降低生产成本。

电极对在1Hz下的噪声密度可以小于等于90nV/sqrt(Hz)、或者小于等于60nV/sqrt(Hz)、或者小于等于30nV/sqrt(Hz)。电极对在1Hz下的噪声密度可以大于等于5nV/sqrt(Hz)。

修改

将理解的是，可以对上文描述的实施例进行许多修改。这种修改可以包括在电磁流量计及其组成部件的设计、制造和使用中已知的等效特征和其它特征，并且可以代替本文已经描述的特征来使用这些等效特征和其它特征或除本文已经描述的特征之外还使用这些等效特征和其它特征。一个实施例的特征可以由另一实施例的特征代替或补充。

一个实施例的特征可以用在另一个不同的实施例中，反之亦然，并且对一个实施例的修改可以对另一个不同的实施例进行。

本文描述的电极可以具有多个孔和/或通孔和/或盲孔，并且可以被模塑成型到壳体和/或流管中，或者可以组装到壳体和/或流管中。

连接器可以由导电聚合物形成。如果连接器由导电聚合物形成，则可以省略导电密封件，因此连接器可以与电极直接接触。

不需要使用单独的保持器。例如，连接器可以包括保持特征，诸如螺纹或倒钩(barb)。

尽管在本申请中已针对具体的特征组合提出了权利要求书，但应理解的是，本申请的公开范围还包括本文明确或隐含公开的任何新特征或特征的新颖组合及其任何概括，无论其是否涉及与任何权利要求中当前要求保护的发明相同的发明以及是否解决了本发明所解决的技术问题相同的任何或所有技术问题。本申请人由此提请注意，在本申请或是由其得到的任何进一步的申请的诉讼过程期间，可以对这些特征和/或这些特征的组合提出新的权利要求。