专利名称：电磁流量计传感器的电极结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁流量计传感器，特别地，涉及一种适用于浆料和流场不稳情况下流通量测量的较大面积电极的实现结构。
背景技术：
电磁流量计，是利用电磁感应现象将在测量管内流动的具有导电性的被测流体的流量转换为电信号进行测量的装置。图1显示了现有技术中的一种电磁流量计的结构。如图1所示，所述电磁流量计包括流动有被测流体的测量管11，和与被测流体相接触且对向配置在测量管11上的电极 12a、12b，向被测流体施加磁场的励磁线圈13，向励磁线圈13供给励磁电流、使其产生磁场的电源单元14。另外，所述电磁流量计还包括与电极12a、12b连接用于检测电极12a、12b 之间的感应电动势的信号转换单元15，从由信号转换单元15检测出的电极间电动势计算出被测流体的流量的流量输出单元16。应用所述电磁流量计，当流体在测量管11中穿过由励磁线圈13产生的磁场流动时，根据法拉第定律，就会在电极12a、12b上产生感应电动势，流体的平均流速与电极处感应出的电压之间具有线性关系，这一关系可以用下述公式表示E = K*B*D*V，其中E为所产生的感应电压，K为比例常数，B为磁场强度，D为导管直径，而V为传导型流体的平均流速。 这样，利用信号转换单元15和流量输出单元16，即可测得与所述感应电动势对应的流体的流速，进而获得流体的流量。电磁流量计传感器目前普遍使用的是金属电极，分为内插式和外插式，通过机械压紧密封，电极与被测量流体直接接触，而且面积比较小，属于点电极。在被测流体为浆料或者流场不稳时，流量测量输出波动比较大。在被测量流体具有较高压力时，需要特殊设计，以保证密封不泄漏。弧状大面积电极，虽然有文献提及其权重函数优于点电极，但未见应用报道。可能是因为金属弧状大电极不容易实现密封的原因。

实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种弧状大电极的实现结构，降低浆料、流场不稳等情况下流量测量的波动，并且可靠地实现了较高压力下的电极密封。本实用新型提出的电磁流量计传感器的电极结构包括导电非金属和金属两个部分，其特征在于，所述金属部分与所述电磁流量计传感器的金属导管之间有绝缘材料，所述金属部分在电极所在的导管径向截面的投影类似“T”、“L”或者“一”字形；所述金属的一部分与所述导电非金属连接，在电极所在的导管径向截面的投影是“T”、“L”字形横臂的一边或者“一”字形的一侧；所述金属的另一部分是电极引线的开始段，在电极所在的导管径向截面的投影是“T”、“L”字形竖臂的一边或者“一”字形的另一侧；所述金属部分与电磁流量计所测量的流体不直接接触。[0009]可选地，所述金属与所述导电非金属连接的部分为金属片。可选地，所述金属片呈矩形。 可选地，所述导电非金属呈矩形。可选地，所述导电非金属面积略大于金属片，将金属片完全盖住。可选地，所述电极引线的开始段套有绝缘管。可选地，所述金属与所述导电非金属连接的部分为多条金属丝、金属网、或者弯曲的金属丝，以增加与非金属部分的接触面积。综上所述，利用本实用新型得出的电磁流量计传感器的电极结构，可以制成较大面积的电极，实现了比点电极更优越的权重函数分布，减少了在浆料、流场不稳情况下的流量测量波动，并更容易实现密封，减少或避免电极泄漏，而且更容易耐受高压。

图1为现有技术中的一种电磁流量计的结构示意图；图2为该种电磁流量计传感器的结构简图；图3为本实用新型的电磁流量计传感器电极结构在第一实施例中电极结构的示意图(电极所在的导管径向截面投影为“T”形)；图4为本实用新型的电磁流量计传感器电极结构在第二实施例中电极结构的示意图(电极所在的导管径向截面投影为“T”形)；图5为本实用新型的电磁流量计传感器电极结构在第四实施例中电极结构的示意图(电极所在的导管径向截面投影为“T”形)；图6为本实用新型的电磁流量计传感器电极结构在第三实施例中电极结构的示意图(电极所在的导管径向截面投影为“T”形)；图7为本实用新型的电磁流量计传感器电极结构在第二实施例中电极结构的示意图(电极所在的导管径向截面投影为“L”形)；图8为本实用新型的电磁流量计传感器电极结构在第四实施例中电极结构的示意图(电极所在的导管径向截面投影为“L”形)；图9为第五实施例中电磁流量计传感器的结构简图，并且其电极结构为本实用新型的电磁流量计传感器电极结构在第五实施例中电极结构的示意图(电极所在的导管径向截面投影为“一”形)；
具体实施方式
本实用新型电极结构的导电非金属可以选用导电橡胶4，与导电橡胶相结合的金属部分5可以是金属片51，也可以是多条金属丝52、金属网54、弯曲的金属丝53，电极引线的开始段可以从导管电极孔就近穿出，也可以埋在衬里中间一段距离之后再引出，于是具有多种实施例。第一实施例1.制作电极的金属引出部分，包括弧状金属片51，与金属片在电方面可靠牢固连接的金属引线6，金属引线外有绝缘层7，防止金属引线穿过电磁流量计导管2时与导管接通导致电极信号短路。[0028]2.在导管上打电极孔1，孔尽量小，如1.8mm，这样可以防止在高压下衬里被压穿或者泄漏。3.贴第一层衬里31，全绝缘，如硬橡胶。4.将电极的金属引线6经过第一层绝缘衬里31从导管上的电极孔1穿出，将金属片51和引线部分与第一层绝缘衬里31粘合。5.在金属片上粘结非金属导电材料4，如导电橡胶，形状可以与金属片51类似，可以略大于金属片51，以便与第一层衬里31粘牢。6.粘合第二层绝缘衬里32，在电极部分，需要开窗，露出导电橡胶4，结合部要压紧粘牢。7.送入硫化罐硫化，使衬里各部分之间，以及和导管之间，结合牢固。第二实施例金属片用多条金属丝52、55来代替，其它同第一实施例。在电极所在的导管2径向截面的投影是“T”字形或者“L”字形。第三实施例金属片用金属网M来代替，其它同第一实施例。在电极所在的导管2径向截面的投影是“T”字形或者“L”字形。第四实施例金属片用弯曲的金属丝53、56来代替，其它同第一实施例。在电极所在的导管2径向截面的投影是“T”字形或者“L”字形。第五实施例电极引线6开始段不是就近从电极孔穿出，而是埋在衬里中走一段距离，这样电极引线开始段和与导电非金属连接的金属部分在电极所在的导管2径向截面的投影为 “一”字形。其它实施仿照第一实施例。与导电非金属连接的金属部分有多种方式，电极引线的开始部分的走向也有多种方式，它们的组合形式不局限于上述五种实施例。所以上述实施例仅列示性说明本实用新型的实施原理，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本实用新型的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。由上述可知，电磁流量计导管的衬里材料，沿与流体的接触面，在电导率方面有明显差异，分成两类区域，一类是电导率比较大的区域，如电极区域，或者接地区域；其它区域电导率很小，最好绝缘；电磁流量计导管的衬里材料，在电极区域，沿厚度方向，在电导率方面也有明显差异，向内一侧电导率较大，向外一侧，电导率很小，最好绝缘。特别地，电导率不同的区域之间夹有金属片(丝)，有一金属引线与金属片(丝)连接，并从电磁流量计导管电极孔引出；电磁流量计导管的衬里材料，虽然在电导率方面有显著差异，但在成分和某些物理化学性质上类似或者相近，以便两类区域能够紧密牢固地结合。例如，采用普通硬橡胶31和导电橡胶32，再通过硫化，使二者结合得很牢固。
权利要求1.一种电磁流量计传感器的电极结构，所述电极结构包括导电非金属和金属两个部分，其特征在于，所述金属部分与所述电磁流量计传感器的金属导管之间有绝缘材料，所述金属部分在电极所在的导管径向截面的投影类似“T”、“L”或者“一”字形；所述金属的一部分与所述导电非金属连接，其在电极所在的导管径向截面的投影是“T”、“L”字形横臂的一边或者“一”字形的一侧；所述金属的另一部分是电极引线的开始段，其在电极所在的导管径向截面的投影是“T”、“L”字形竖臂的一边或者“一”字形的另一侧；所述金属部分与电磁流量计所测量的流体不直接接触。
2.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述金属与所述导电非金属连接的部分为金属片。
3.根据权利要求2所述的电极结构，其特征在于，所述金属片呈矩形。
4.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述导电非金属呈矩形。
5.根据权利要求3或4所述的电极结构，其特征在于，所述导电非金属面积略大于金属片，将金属片完全盖住。
6.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述电极引线的开始段套有绝缘管。
7.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述金属与所述导电非金属连接的部分为弯曲的金属丝、多条金属丝或者金属网，以增加与非金属部分的接触面积。
专利摘要一种电磁流量计传感器的电极结构，所述电极结构包括导电非金属和金属两个部分。导电非金属与绝缘衬里容易结合，实现密封，便于制作较大面积的电极，从而更适用于浆料或者流场不稳的场合，减小流量测量输出的波动，并且容易耐受较高的压力。
文档编号G01F1/58GK202013215SQ20112008550
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者张光瑞, 张振山, 赵润, 陆孝孟, 黄小燕 申请人:上海威尔泰仪器仪表有限公司, 上海威尔泰工业自动化股份有限公司, 东北大学