JP4216648B2

JP4216648B2 - Electromagnetic flowmeter electrode structure

Info

Publication number: JP4216648B2
Application number: JP2003152694A
Authority: JP
Inventors: 真吾小川
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: JP2004354227A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定管内を流れる測定流体の流量を電気的に測定する電磁流量計の電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁流量計は、導電性の流体が磁場を横切って流れるときに、その流速に比例した起電力が、流体の流れの方向と磁場の方向の双方に対して直交する方向に誘起されるというファラデーの電磁誘導の法則を利用して流体の体積流量を測定するものである。このため、管壁内周面に電気絶縁材からなるライニングが形成された測定管と、この測定管の管壁を軸線が互いに一致するように、かつ測定管と直交するように貫通して設けられた２本の電極と、測定管の管壁外周面に互いに対向して設けられ前記測定管および電極の軸線に対して直交する方向の磁場を発生させる２つの励磁コイルとを備えている。
【０００３】
このような電磁流量計における電極構造としては、電極の取付けおよび交換時の作業性に優れていること、電極取付孔を確実にシールすることができ高い水圧に対しても測定流体が電極取付孔から漏洩しないことなどが要求される。そこで、このような要求を満たすものとして従来から種々の電極構造が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見つけ出すことはできなかった。
【０００４】
【特許文献１】
実公平３−５１７０７号公報
【特許文献２】
特開平７−２２０１７３号公報
【特許文献３】
特開平７−８３７１４号公報（明細書の段落「０００３」〜「０００８」の記載、図３、図４）
【特許文献４】
特開平７−１１０２４８号公報（明細書の段落「００１２」〜「００２５」の記載、図１）
【０００５】
上記した特開平７−８３７１４号公報に記載された電磁流量計の電極構造は、図５に示すようにライニング２によって内張りされた測定管１の電極取付孔３に鍔部５を一体に有する電極４の一端部４ａを挿入し、前記鍔部５を前記測定管１の管壁外周面で前記電極取付孔３の周囲を覆っている円板状のライニング部分２Ａの表面にガスケット６を介して密接するとともに圧縮コイルばね７によって押圧することにより、測定管１内を流れる測定流体Ｌが前記ライニング部分２Ａと鍔部５との隙間から外部に漏洩するのを防止するようにしている。
【０００６】
測定管１の管壁外周面には、前記電極取付孔３の周囲を取り囲み前記電極４と圧縮コイルばね７を収納する円筒状の電極取付部８が突設されており、この取付部８をキャップ９によって覆っている。キャップ９は、前記電極４の他端部４ｂを外部に突出させる電極用孔１０を有し前記電極取付部８に螺合しており、このキャップ９によって圧縮コイルばね７の電極４に対する押圧力を調整するようにしている。なお、１１は電極４と圧縮コイルばね７とを電気的に絶縁する絶縁部材、１２は端子固定用ねじ、１３は端子である。
【０００７】
上記した特開平７−１１０２４８号公報に記載された電磁流量計検出器の電極部構造は、圧縮コイルばねの代わりにブッシュを用い、このブッシュをホルダによって押圧して電極の鍔部をライニングの表面に押し付けることにより、電極取付孔からの測定流体の漏洩を防止する構造を採っている。電極の鍔部は外周縁部に一体に突設した環状壁を有し、この環状壁をライニング表面に設けた環状の凹部に食い込ませることによりライニングに対して高い面圧、言い換えれば高いシール機能を得るようにしている。その他の構造は、図５に示した電極構造と略同一である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した従来の電極構造は、以下に列記するような問題があった。
▲１▼電極４の鍔部５とライニング２との境界面の隙間からの測定流体Ｌの漏洩についてはガスケット６を用いることで防止することができるが、電極取付孔３の内周面を被覆している筒状のライニング部分２Ｂと電極４の一端部４ａとの境界面に存在する隙間１５についてはシールすることができず、この隙間１５に測定流体Ｌ中に含まれている異物や析出物等が侵入して付着すると、測定流体Ｌ中に発生する起電力を正確に測定することができなくなる。また、前記隙間１５に雑菌、腐敗物等が堆積するおそれがあり、サニタリー仕様に不適である。
▲２▼ガスケット６と圧縮コイルばね７が経年変化を起こして劣化すると、シール性能が低下し測定管１内の測定流体Ｌが電極取付孔３から漏洩する。
▲３▼周囲温度の急激な低下によってキャップ９内に結露が生じると、圧縮コイルばね７や端子１３に錆が発生する。
▲４▼測定流体Ｌによる配管の振動によってキャップ９が緩むと、圧縮コイルばね７の鍔部５に対する押圧力が低下してシール性が低下するため、液圧が高い測定流体Ｌの場合は漏洩し易くなる。
▲５▼ガスケット６、圧縮コイルばね７、絶縁部材１１等の部品を必要とするため、部品点数および電極４の組付け工数が多くなり、製造コストが高くなる。
【０００９】
上記した特開平７−１１０２４８号公報に記載された電磁流量計検出器の電極部構造によれば、上記した問題点▲２▼、▲３▼については解消することができるが、それ以外の問題点▲１▼，▲４▼，▲５▼については依然として解消することができないという問題があった。
【００１０】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構造で部品点数が少なく電極取付孔を確実にシールすることができ、測定流体の漏洩を防止し得るようにした電磁流量計の電極構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、管壁に形成された電極取付孔と、この電極取付孔の周囲を取り囲むように前記管壁の外周面に突設された筒状の電極取付部とを有する測定管と、少なくとも前記測定管と前記電極取付孔の内周面を覆うように成形され、かつ、電気絶縁性を有する合成樹脂からなるライニングと、一端部が前記電極取付孔に前記ライニングを介して挿入され前記測定管内に臨む耐腐食性金属からなる電極とを備え、前記電極の周面に塗布して固化された耐腐食性塗料のプライマーと、前記プライマー上に塗布して固化され、かつ、前記ライニングと同一材料の樹脂塗料とからなる樹脂コーティング材の溶着接合によって、前記電極と前記ライニングを一体に成形したものである。
【００１２】
本発明においては、電極、ライニングおよびパンチングプレートとはインサート成形等によって一体に成形される。成形に当たって樹脂コーティング材が電極とライニングとを溶着接合することにより、これら両部材間の隙間を確実にシールする。したがって、測定流体が電極取付孔から漏洩したり、電極とライニングとの隙間に異物が侵入して付着したりすることがなく、測定管のシール性能および電磁流量計の測定精度を向上させることができる。また、電極を圧縮コイルばね等の付勢手段によって押圧する必要もなく、部品点数を削減することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、ライニングと樹脂塗料との溶着が確実で接着性、密着性に優れ、高いシール性能を得ることができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、電極の耐腐食性がさらに向上する。プライマーは、樹脂塗料の下層として電極表面に塗布される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る電磁流量計の一実施の形態を示す縦断面図、図２は図１のII−II線拡大断面図、図３は電極とライニングの要部の拡大断面図である。なお、図中従来技術の欄で示したものと同一構成部品に対しては同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。これらの図において、全体を符号２０で示す電磁流量計は、測定管１と、この測定管１の管壁に設けられたそれぞれ一対からなる電極４および励磁コイル２１と、前記測定管１の周囲を覆う外ケース２２と、この外ケース２２の上方に設置された変換器２３等で概ね構成されている。
【００１８】
前記測定管１は、直管からなり両端が開放する管本体１Ａと、この管本体１Ａの両端に一体に設けられた左右一対のフランジ１Ｂ，１Ｃとで構成され、管本体１Ａの長手方向中央部で左右両側面に貫通孔からなり前記各電極４が取付けられる２つの電極取付孔３が互いに軸線が一致するように、かつ測定管１の軸線と直交するように形成されている。また、管本体１Ａの管壁外周面には、前記各電極取付孔３の周囲を取り囲むように筒状の電極取付部８が突設されている。
【００１９】
このような測定管１は、ＳＵＳ、セラミックス等の非磁性材によって製作され、前記各フランジ１Ｂ，１Ｃの外側面、前記各電極取付孔３の内周面および管本体１Ａの管壁外周面で前記電極取付部８によって囲まれた部分を含む管本体１Ａの内周面全体にライニング２が一体に成形されている。ライニング２としては、例えばＰＦＡ（パーフロロアルコキシ樹脂）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン樹脂）、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン樹脂）等の耐食性と電気絶縁性を有する合成樹脂が用いられる。また、ライニング２の内部には、測定管１との接合強度を高めるためにパンチングプレート２８が埋設されている。このパンチングプレート２８は前記管本体１Ａの内部に固定リング２９を介して固定されている。
【００２０】
前記電極４は、一端部４ａが電極取付孔３に挿入されて測定管１内に臨み、その先端面３０が測定流体Ｌとの接液面を形成している。電極４のライニング２と接触する部分は、後述する樹脂コーティング材３７による溶着を確実にするためにブラスト処理によって粗面に形成されている。電極４の他端部４ｂは、前記電極取付部８から外ケース２２内に突出し、その先端面に端子１３が端子固定用止めねじ１２によって固定されている。前記端子１３には信号リード線３３の一端が接続されており、この信号リード線３３の他端は外ケース２２内を通って前記変換器２３に接続されている。
【００２１】
このような電極４は、通常ステンレス等の非磁性材料によって製作されるが、耐腐食性が要求される場合は白金、タンタル、ハステロイ、チタン、タングステン、モネル、ニッケル、ジルコニウム等によって製作される。
【００２２】
ここで、本実施の形態においては、図４（ａ）に示すように一端部４ａと中間部とに鍔部５Ａ，５Ｂを一体に有する電極４を用いた例を示したが、これに限らず（ｂ）〜（ｇ）に示すように種々の形状のものを使用することができる。すなわち、同図（ｂ）は鍔部を備えないストレートな電極とした例、同図（ｃ）は電極の一端部４ａの外周面に３つの環状溝３４を軸線方向に離間させて形成した例、同図（ｄ）は電極４をストレートな棒状体に形成し、一端部４ａに軸線と直交する２つの貫通孔３５を形成した例、同図（ｅ）は電極の一端部４ａと他端部４ｂを小径の中間部４ｃによって連結した例、同図（ｆ）は電極４の一端部４ａを先細のテーパ状に形成した例、同図（ｇ）は電極４の一端部４ａを先細のテーパ状に形成するとともに中間部に環状溝３４を形成した例を示す。これらの電極のうち、図４（ｂ）、（ｆ）以外の電極によれば、電極４とライニング２との結合強度が大きく、電極４の電極取付孔３からの抜けを防止することができる。なお、３６は前記止めねじ１２がねじ込まれるねじ孔である。
【００２３】
前記一対の励磁コイル２１は、測定管１の管本体１Ａの管壁外周面で軸線方向の中央部に上下方向において測定管１を介して対向するように取付けられている。このため、励磁コイル２１と電極４とは、測定管１の周方向に９０°位相をずらして交互に配置されている。また、電極４の軸線は、測定管１の軸線、言い換えれば測定管１内を流れる導電性の測定流体Ｌの流れ方向と直交し、励磁コイル２１への通電による励磁によって発生する測定管１の中心部における磁束Φは電極４の軸線と測定流体Ｌの流れ方向の双方に対して直交している。
【００２４】
さらに前記測定管１の管壁外周面には、前記各励磁コイル２１の磁気回路を形成するプレートコア４０、センターコア４１およびアウターコア４２が配設されている。プレートコア４０は、測定管１の外周面に上下に対向してそれぞれ配設され、表面中央に前記センターコア４１が突設され、その周面に前記励磁コイル２１が巻回されている。プレートコア４０とセンターコア４１は、透磁率が高い材料、例えばパーマロイ、純鉄等によって形成されている。前記アウターコア４２は、継鉄等によって円筒状に形成されて前記測定管１および励磁コイル２１を取り囲み、上下２箇所が前記各センターコア４１の表面に複数本の止めねじ４３によってそれぞれ固定されている。
【００２５】
前記ライニング２と前記電極４およびパンチングプレート２８とは、インサート成形によって一体に成形されるとともに、ライニング２と電極４とは前記樹脂コーティング材３７によって溶着接合されており、これによってこれら両部材間の隙間を完全にシールし電極取付孔３からの測定流体Ｌの漏洩、前記隙間への異物の侵入、付着等を防止している。
【００２６】
前記樹脂コーティング材３７は、図３に示すように樹脂塗料３８とプライマー３９の２層で構成され、ライニング２と電極４の一体成形時に予め電極４の周面でライニング２と接触する部分に塗布される。樹脂塗料３８としては、ライニング２と同一材料、例えばＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の合成樹脂が用いられ、プライマー３９としては、耐腐食性材料、例えばエナメル塗料が用いられる。
【００２７】
このような電磁流量計２０において、測定管１への電極４の組付けに当たっては、予め電極４の周面所定箇所に樹脂コーティング材３７を塗布し固化させる。樹脂コーティング材３７の塗布は、電極４の周面の所定箇所にプライマー３９を塗布して固化させた後、さらにその上に樹脂塗料３８を塗布して固化させる。また、測定管１にパンチングプレート２８を取付け、金型に装填する。
【００２８】
次に、樹脂コーティング材３７が塗布された電極４を、測定管１の電極取付孔３に挿入して治具によって保持する。次に、加熱溶融したライニング材を測定管１が装填された金型内に注入して冷却固化させることによりライニング２と電極４およびパンチングプレート２８を一体に成形する。このとき、樹脂コーティング材３７はライニングの熱によって溶け、その後冷却固化することにより、ライニング２と電極４とを溶着接合する。したがって、電極４の一端部４ａとライニング２との間には隙間が全く生じることはなく、異物の侵入、付着等を防止することができる。また、ライニング２と電極４との間に隙間が生じなければ、測定流体Ｌが電極取付孔３から漏洩することもないので、従来必要としていたガスケット６、圧縮コイルばね７（図５参照）等が不要となり、電極構造を簡素化することができる。
【００２９】
このような構造からなる電磁流量計２０において、一対の励磁コイル２１を励磁して測定管１の内部に電極４の軸線および測定流体Ｌの流れ方向と直交する方向の磁界Ｂを発生させると、測定流体Ｌ内にはその平均流速に比例した起電力ｅが磁界Ｂの方向と流れの方向の双方に対して直角な方向に生じ、この起電力ｅを一対の電極４によって取り出して増幅した後、記録したり、指示計器に伝送することにより測定流体Ｌの流量や平均流速が測定される。
【００３０】
【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の電極構造は、測定管に内張りされるライニングと電極とを一体に成形するとともに、両部材間を樹脂コーティング材を介して溶着接合したので、ライニングと電極との境界面のシールが確実で、従来の電極構造に比べてガスケットやばね、さらにはキャップ等の部品を必要とせず、構造簡易にして部品点数および組立工数を削減でき、安価に製作することができる。また、結露によって錆が発生したり、キャップの緩みによってシール性能の低下を心配したりすることもない。
【００３１】
また、樹脂コーティング材を樹脂塗料とプライマーとの２層で構成し、樹脂材料をライニングと同一材料とした発明においては、ライニングとの接着性、密着性に優れ、高いシール性能を確保することができる。また、材料の種類を削減することができる。
【００３２】
さらに、樹脂コーティング材のプライマーとして耐腐食性材料を用いた発明においては、電極の耐腐食性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁流量計の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線拡大断面図である。
【図３】ライニングと電極の溶着部の拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は電極の形状を示す図である。
【図５】従来の電磁流量計における電極構造の断面図である。
【符号の説明】
１…測定管、２…ライニング、３…電極取付孔、４…電極、５…鍔部、７…圧縮コイルばね、８…電極取付部、９…キャップ、３７…樹脂コーティング材、３８…樹脂塗料、３９…プライマー、Ｌ…測定流体。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode structure of an electromagnetic flow meter that electrically measures a flow rate of a measurement fluid flowing in a measurement tube.
[0002]
[Prior art]
An electromagnetic flowmeter is a Faraday in which when an electrically conductive fluid flows across a magnetic field, an electromotive force proportional to the flow velocity is induced in a direction orthogonal to both the direction of fluid flow and the direction of the magnetic field. The volume flow rate of fluid is measured using the law of electromagnetic induction. For this reason, a measuring tube having a lining made of an electrically insulating material is formed on the inner peripheral surface of the tube wall, and the tube wall of this measuring tube is provided so that the axes coincide with each other and perpendicular to the measuring tube And two excitation coils that are provided on the outer peripheral surface of the tube wall of the measurement tube so as to face each other and generate a magnetic field in a direction perpendicular to the axis of the measurement tube and the electrode.
[0003]
The electrode structure in such an electromagnetic flow meter has excellent workability during electrode mounting and replacement, and the electrode mounting hole can be reliably sealed, so that the measurement fluid can be used for high water pressure. It is required not to leak from. In view of this, various electrode structures have been conventionally proposed to satisfy such requirements (see, for example, Patent Documents 1 to 4). The applicant has not been able to find prior art documents closely related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in this specification.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 3-51707 [Patent Document 2]
JP-A-7-220173 [Patent Document 3]
JP-A-7-83714 (Description of paragraphs “0003” to “0008” of the specification, FIGS. 3 and 4)
[Patent Document 4]
JP-A-7-110248 (Description of paragraphs “0012” to “0025” of the specification, FIG. 1)
[0005]
The electrode structure of the electromagnetic flow meter described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-83714 is an electrode having a flange 5 integrally in the electrode mounting hole 3 of the measuring tube 1 lined by the lining 2 as shown in FIG. 4 is inserted, and the flange 5 is attached to the surface of the disk-shaped lining portion 2A covering the periphery of the electrode mounting hole 3 with the outer peripheral surface of the tube wall of the measuring tube 1 via the gasket 6. The measurement fluid L flowing in the measurement tube 1 is prevented from leaking outside through the gap between the lining portion 2A and the flange portion 5 by being in close contact and being pressed by the compression coil spring 7.
[0006]
A cylindrical electrode mounting portion 8 that surrounds the electrode mounting hole 3 and accommodates the electrode 4 and the compression coil spring 7 projects from the outer peripheral surface of the tube wall of the measuring tube 1. Covered by a cap 9. The cap 9 has an electrode hole 10 for projecting the other end portion 4 b of the electrode 4 to the outside, and is screwed into the electrode mounting portion 8. The cap 9 presses the compression coil spring 7 against the electrode 4. To adjust. In addition, 11 is an insulating member that electrically insulates the electrode 4 and the compression coil spring 7, 12 is a terminal fixing screw, and 13 is a terminal.
[0007]
The electrode part structure of the electromagnetic flowmeter detector described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-110248 described above uses a bush instead of a compression coil spring, and presses the bush with a holder so that the flange of the electrode is the surface of the lining. By adopting such a structure, the measurement fluid is prevented from leaking from the electrode mounting hole. The collar part of the electrode has an annular wall integrally projecting on the outer peripheral edge, and this annular wall bites into an annular recess provided on the lining surface, so that a high surface pressure against the lining, in other words, a high sealing function Like to get. The other structure is substantially the same as the electrode structure shown in FIG.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional electrode structure shown in FIG. 5 has the following problems.
(1) Leakage of the measuring fluid L from the gap between the boundary portion 5 of the electrode 4 and the lining 2 can be prevented by using the gasket 6, but the inner peripheral surface of the electrode mounting hole 3 is covered. The gap 15 existing at the boundary surface between the cylindrical lining portion 2B and the one end 4a of the electrode 4 cannot be sealed, and foreign matter contained in the measurement fluid L or precipitation may be contained in the gap 15. If an object or the like enters and adheres, the electromotive force generated in the measurement fluid L cannot be accurately measured. In addition, various germs, spoilage and the like may be accumulated in the gap 15, which is unsuitable for sanitary specifications.
(2) When the gasket 6 and the compression coil spring 7 are deteriorated due to aging, the sealing performance is lowered and the measurement fluid L in the measurement tube 1 leaks from the electrode mounting hole 3.
(3) When condensation occurs in the cap 9 due to a sudden drop in ambient temperature, rust is generated in the compression coil spring 7 and the terminal 13.
(4) If the cap 9 is loosened due to the vibration of the piping due to the measurement fluid L, the pressing force against the flange 5 of the compression coil spring 7 is lowered and the sealing performance is lowered. It becomes easy to do.
(5) Since parts such as the gasket 6, the compression coil spring 7, and the insulating member 11 are required, the number of parts and the number of assembling steps of the electrode 4 increase, and the manufacturing cost increases.
[0009]
According to the electrode part structure of the electromagnetic flowmeter detector described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-110248, the above problems (2) and (3) can be solved, but the other problems Points (1), (4), and (5) still have a problem that they cannot be solved.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. The object of the present invention is to relatively seal the electrode mounting hole with a relatively simple structure and a small number of parts. It is an object of the present invention to provide an electrode structure for an electromagnetic flow meter capable of preventing leakage.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention provides an electrode mounting hole formed in a tube wall and a cylindrical electrode mounting projecting on the outer peripheral surface of the tube wall so as to surround the electrode mounting hole. A measuring tube having a portion, a lining made of a synthetic resin that is molded so as to cover at least the inner periphery of the measuring tube and the electrode mounting hole , and one end portion of the electrode mounting hole An electrode made of a corrosion-resistant metal that is inserted through the lining and faces the measurement tube, and a primer of a corrosion-resistant paint that has been applied and solidified on the peripheral surface of the electrode; The electrode and the lining are integrally formed by welding and bonding a resin coating material that is solidified and made of a resin paint made of the same material as the lining .
[0012]
In the present invention, the electrode, the lining and the punching plate are integrally formed by insert molding or the like. In molding, the resin coating material welds and joins the electrode and the lining to reliably seal the gap between these two members. Therefore, the measurement fluid does not leak from the electrode mounting hole, and foreign matter does not enter and adhere to the gap between the electrode and the lining, so that the sealing performance of the measurement tube and the measurement accuracy of the electromagnetic flow meter can be improved. it can. In addition, it is not necessary to press the electrode with a biasing means such as a compression coil spring, and the number of parts can be reduced.
[0014]
Further, according to the present invention, welding between the lining and the resin coating is reliable, excellent in adhesion and adhesion, and high sealing performance can be obtained.
[0016]
Furthermore, according to the present invention, the corrosion resistance of the electrode is further improved. The primer is applied to the electrode surface as a lower layer of the resin paint.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electromagnetic flowmeter according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of essential parts of electrodes and linings. . In the figure, the same components as those shown in the prior art column are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. In these drawings, an electromagnetic flow meter generally indicated by reference numeral 20 includes a measuring tube 1, a pair of electrodes 4 and an excitation coil 21 provided on the tube wall of the measuring tube 1, and the circumference of the measuring tube 1. The outer case 22 covers the outer case 22 and the converter 23 and the like installed above the outer case 22.
[0018]
The measuring tube 1 is composed of a tube main body 1A made of a straight tube and open at both ends, and a pair of left and right flanges 1B and 1C integrally provided at both ends of the tube main body 1A. The two electrode mounting holes 3, which are through-holes on both the left and right sides of the part and to which the respective electrodes 4 are mounted, are formed so that their axes coincide with each other and are orthogonal to the axis of the measuring tube 1. Further, a tubular electrode mounting portion 8 protrudes from the outer peripheral surface of the tube wall of the tube main body 1A so as to surround each electrode mounting hole 3.
[0019]
Such a measuring tube 1 is made of a nonmagnetic material such as SUS or ceramics, and is formed on the outer surface of each of the flanges 1B and 1C, the inner peripheral surface of each of the electrode mounting holes 3, and the outer peripheral surface of the tube wall of the tube main body 1A. The lining 2 is integrally formed on the entire inner peripheral surface of the tube main body 1A including the portion surrounded by the electrode mounting portion 8. Examples of the lining 2 include PFA (perfluoroalkoxy resin), ETFE (tetrafluoroethylene resin), PP (polypropylene resin), PE (polyethylene terephthalate resin), PTFE (polytetrafluoroethylene resin), FEP (tetrafluoroethylene resin). ) And other synthetic resins having corrosion resistance and electrical insulation. A punching plate 28 is embedded in the lining 2 in order to increase the bonding strength with the measurement tube 1. The punching plate 28 is fixed to the inside of the tube main body 1A via a fixing ring 29.
[0020]
One end 4a of the electrode 4 is inserted into the electrode mounting hole 3 so as to face the measuring tube 1, and its tip surface 30 forms a liquid contact surface with the measuring fluid L. A portion of the electrode 4 that comes into contact with the lining 2 is formed on a rough surface by blasting to ensure welding by a resin coating material 37 described later. The other end portion 4 b of the electrode 4 protrudes from the electrode mounting portion 8 into the outer case 22, and a terminal 13 is fixed to the distal end surface of the electrode 4 by a terminal fixing set screw 12. One end of a signal lead wire 33 is connected to the terminal 13, and the other end of the signal lead wire 33 is connected to the converter 23 through the outer case 22.
[0021]
Such an electrode 4 is usually made of a non-magnetic material such as stainless steel, but is made of platinum, tantalum, hastelloy, titanium, tungsten, monel, nickel, zirconium or the like when corrosion resistance is required.
[0022]
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 4 (a), the example in which the electrode 4 having the flange portions 5A and 5B integrally at the one end portion 4a and the intermediate portion is used has been described. As shown in (b) to (g), various shapes can be used. That is, FIG. 5B shows an example in which a straight electrode is not provided with a flange portion, and FIG. 6C shows an example in which three annular grooves 34 are formed on the outer peripheral surface of one end portion 4a of the electrode so as to be separated in the axial direction. (D) shows an example in which the electrode 4 is formed in a straight rod-like body, and two through holes 35 perpendicular to the axis are formed in the one end 4a, and (e) shows one end 4a and the other end of the electrode. FIG. 5F shows an example in which the end 4a of the electrode 4 is formed in a tapered shape, and FIG. 5G shows an example in which the end 4a of the electrode 4 is tapered. An example in which an annular groove 34 is formed in the middle portion while being tapered is shown. Among these electrodes, the electrodes other than those shown in FIGS. 4B and 4F have a high coupling strength between the electrode 4 and the lining 2 and can prevent the electrode 4 from coming off from the electrode mounting hole 3. . Reference numeral 36 denotes a screw hole into which the set screw 12 is screwed.
[0023]
The pair of exciting coils 21 is attached to the central portion in the axial direction on the outer peripheral surface of the tube body 1A of the measurement tube 1 so as to face the measurement tube 1 in the vertical direction. For this reason, the exciting coil 21 and the electrode 4 are alternately arranged with a 90 ° phase shift in the circumferential direction of the measuring tube 1. The axis of the electrode 4 is perpendicular to the axis of the measurement tube 1, in other words, the flow direction of the conductive measurement fluid L flowing in the measurement tube 1, and the axis of the measurement tube 1 generated by excitation by energization of the excitation coil 21. The magnetic flux Φ at the center is orthogonal to both the axis of the electrode 4 and the flow direction of the measurement fluid L.
[0024]
Further, a plate core 40, a center core 41, and an outer core 42 that form a magnetic circuit of each excitation coil 21 are disposed on the outer peripheral surface of the tube wall of the measurement tube 1. The plate cores 40 are respectively arranged on the outer peripheral surface of the measuring tube 1 so as to face the upper and lower sides, the center core 41 projects from the center of the surface, and the exciting coil 21 is wound around the peripheral surface. The plate core 40 and the center core 41 are formed of a material having high magnetic permeability, such as permalloy, pure iron, or the like. The outer core 42 is formed in a cylindrical shape by a yoke or the like and surrounds the measuring tube 1 and the exciting coil 21, and two upper and lower portions are respectively fixed to the surface of each center core 41 by a plurality of set screws 43. Yes.
[0025]
The lining 2, the electrode 4 and the punching plate 28 are integrally formed by insert molding, and the lining 2 and the electrode 4 are welded and joined by the resin coating material 37. The gap is completely sealed to prevent the measurement fluid L from leaking from the electrode mounting hole 3 and the entry and attachment of foreign matter into the gap.
[0026]
As shown in FIG. 3, the resin coating material 37 is composed of two layers of a resin coating 38 and a primer 39, and is applied in advance to the portion of the peripheral surface of the electrode 4 that contacts the lining 2 when the lining 2 and the electrode 4 are integrally formed. Is done. As the resin coating 38, the same material as the lining 2, for example, a synthetic resin such as PFA, ETFE, PP, PE, PTFE, FEP or the like is used. As the primer 39, a corrosion resistant material, for example, enamel coating is used.
[0027]
In such an electromagnetic flow meter 20, when the electrode 4 is assembled to the measuring tube 1, a resin coating material 37 is applied in advance to a predetermined portion of the peripheral surface of the electrode 4 and solidified. The resin coating material 37 is applied by applying a primer 39 to a predetermined portion of the peripheral surface of the electrode 4 and solidifying it, and further applying a resin paint 38 thereon to solidify it. In addition, a punching plate 28 is attached to the measuring tube 1 and loaded into a mold.
[0028]
Next, the electrode 4 coated with the resin coating material 37 is inserted into the electrode mounting hole 3 of the measuring tube 1 and held by a jig. Next, the lining 2, the electrode 4, and the punching plate 28 are integrally formed by injecting the heated and melted lining material into a mold in which the measuring tube 1 is loaded and solidifying by cooling. At this time, the resin coating material 37 is melted by the heat of the lining, and then cooled and solidified to weld and join the lining 2 and the electrode 4. Accordingly, there is no gap between the one end portion 4a of the electrode 4 and the lining 2, and foreign matter can be prevented from entering and adhering. Further, if there is no gap between the lining 2 and the electrode 4, the measurement fluid L does not leak from the electrode mounting hole 3, so that the gasket 6, the compression coil spring 7 (see FIG. 5) and the like that have been conventionally required, etc. Can be eliminated, and the electrode structure can be simplified.
[0029]
In the electromagnetic flow meter 20 having such a structure, when a pair of excitation coils 21 are excited to generate a magnetic field B in a direction perpendicular to the axis of the electrode 4 and the flow direction of the measurement fluid L inside the measurement tube 1, In the measurement fluid L, an electromotive force e proportional to the average flow velocity is generated in a direction perpendicular to both the direction of the magnetic field B and the direction of the flow, and the electromotive force e is extracted by the pair of electrodes 4 and amplified. The flow rate and average flow velocity of the measurement fluid L are measured by recording or transmitting to the indicating instrument.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the electrode structure of the electromagnetic flowmeter according to the present invention is formed by integrally forming the lining lined on the measuring tube and the electrode, and welding and joining between the two members via the resin coating material. Compared to the conventional electrode structure, there is no need for gaskets, springs, caps, or other parts, making the structure simple and reducing the number of parts and the number of assembly steps. can do. Also, rust is not generated by condensation, and there is no concern about the deterioration of the sealing performance due to the looseness of the cap.
[0031]
In addition, in the invention in which the resin coating material is composed of two layers of resin paint and primer and the resin material is the same material as the lining, it is excellent in adhesion and adhesion to the lining and ensures high sealing performance. it can. Moreover, the kind of material can be reduced.
[0032]
Furthermore, in the invention using a corrosion-resistant material as a primer for the resin coating material, the corrosion resistance of the electrode can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electromagnetic flow meter according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a welded portion between a lining and an electrode.
FIGS. 4A to 4F are diagrams showing electrode shapes. FIGS.
FIG. 5 is a cross-sectional view of an electrode structure in a conventional electromagnetic flow meter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measuring tube, 2 ... Lining, 3 ... Electrode attachment hole, 4 ... Electrode, 5 ... Gutter part, 7 ... Compression coil spring, 8 ... Electrode attachment part, 9 ... Cap, 37 ... Resin coating material, 38 ... Resin coating material 39, primer, L, measurement fluid.

Claims

管壁に形成された電極取付孔と、この電極取付孔の周囲を取り囲むように前記管壁の外周面に突設された筒状の電極取付部とを有する測定管と、
少なくとも前記測定管と前記電極取付孔の内周面を覆うように成形され、かつ、電気絶縁性を有する合成樹脂からなるライニングと、
一端部が前記電極取付孔に前記ライニングを介して挿入され前記測定管内に臨む耐腐食性金属からなる電極とを備え、
前記電極の周面に塗布して固化された耐腐食性塗料のプライマーと、前記プライマー上に塗布して固化され、かつ、前記ライニングと同一材料の樹脂塗料とからなる樹脂コーティング材の溶着接合によって、前記電極と前記ライニングを一体に成形したことを特徴とする電磁流量計の電極構造。A measuring tube having an electrode mounting hole formed in the tube wall, and a cylindrical electrode mounting portion protruding from the outer peripheral surface of the tube wall so as to surround the periphery of the electrode mounting hole;
A lining made of a synthetic resin that is molded so as to cover at least the inner peripheral surface of the measurement tube and the electrode mounting hole , and has an electrical insulation property ;
One end portion is inserted into the electrode mounting hole through the lining and an electrode made of a corrosion-resistant metal facing the measurement tube,
By welding and bonding a resin coating material comprising a primer of a corrosion-resistant paint applied and solidified on the peripheral surface of the electrode, and a resin paint of the same material as the lining applied and solidified on the primer The electrode structure of the electromagnetic flowmeter , wherein the electrode and the lining are integrally formed .