JPH0781889B2

JPH0781889B2 - 電磁流量計用測定管およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0781889B2
Application number: JP2139520A
Authority: JP
Inventors: ハンセンヘンリー; ステュッツガールドレイフ; ラウルセンエリック
Original assignee: ダンフォスアクチェセルスカベト
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: DE3917975C2; GB9011982D0; CA2017048C; DE3917975A1; CH680387A5; DK99290D0; GB2232257A; DK99290A; JPH0341317A; GB2232257B; CA2017048A1; US5062305A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ステンレススチールなどの非磁性金属の管部
材と、貫通路内に配置された金属電極と、溶融可能で、
非導電性の材料からなる管部材の内面および貫通路を覆
う連続したライニングを備えた電磁流量計用の測定管お
よびその製造方法に関するものである。

先行技術かかる測定管は、西独特許第2068122号明細書により知
られている。この測定管においては、ライニングは、貫
通路の壁に沿って、厚みが減少する厚いガラス層からな
っている。また、金属電極は、管部材の中央部で終わっ
ている。管の内部への電気的接続は、ライニングと同様
の化学構造を有する導電性ガラスの溶融プラグを用いて
なされている。しかし、その製造方法については、言及
されてはおらず、とくに、電気的挙動が異なるだけの２
種のガラス組成物が、合流して、混合してしまうおそれ
がある。

発明の目的本発明は、簡易に、かつ、大量生産に適した方法で製造
することのできる前述のような連続した絶縁性ライニグ
を有する測定管およびその製造方法を提供することを目
的とするものである。

発明の構成および作用本発明のかかる目的は、管部材の内面から、内方に突出
するように、負数の電極を貫通路内に固定し、該管部材
の内面、および、各電極とこれに対応する貫通路との間
の間隙全体に、下塗り用エナメルスリップを供給し、各
電極の端表面から、下塗り用エナメルスリップを取除い
て、前記各電極の端表面を清浄化し、下塗り用エナメル
スリップを加熱して、溶融し、しかる後に、冷却するこ
とによって、達成される。

下塗り用エナメルスリップを供給するときには、それに
より、少なくとも、電極の表面の一部が、覆われること
は避けがたいが、本発明によれば、清浄化ステップを備
えているので、測定管の表面が、測定すべき流体と直接
電気的に接続されることが保証され、また、電極は、内
方に突出するように設けられているので、清浄化が容易
であり、また、生成した測定管において、エナメル層を
貫通するように形成することができる。

下塗り用エナメルは、管部材の材料と接着性が良く、温
度膨張に関しても、適合するという性質を有しているこ
とが望ましく、下塗り用エナメルのスリップの粘度は、
測定管の内面に供給されたときに、層を形成し、同時
に、各電極と対応する貫通路との間の間隙に、後者から
再び漏れることなく、入り込むように調整され得る。さ
らに、スリップの比重量は、間隙に供給されるスリップ
の容積が、溶融中に、許容される程度だけ、減少するよ
うに調整され得る。このように形成された連続するエナ
メル下塗り層により、高度な要求を満たす測定管を得る
ことができる。

本発明の好ましい実施態様においては、さらに、下塗り
用エナメルが被覆された管部材の内表面に、被覆用エナ
メルスリップを供給し、電極の表面から、被覆用エナメ
ルスリップを除去して、電極の表面の清浄化し、被覆用
のエナメルスリップを加熱して、溶融し、しかる後に、
冷却するステップを備えている。

被覆用エナメルは、連続した電気的絶縁を生じさせる下
塗りのエナメルとは異なり、その目的に合致するように
選択される。したがって、それは、耐酸性あるいは基材
に対して耐性のある層を形成してもよい。それは、ま
た、測定すべき流体に影響を与えないように、選択する
とよい。これは、例えば、食品工業においては重要なこ
とである。さらに、被覆層は、エナメル下塗り層の粘度
が、間隙内に入り込む必要性から、低く、その厚みが小
さいときに、ライニングの厚みが所定値になるように、
補償するように形成してもよい。

管部材の内面、および、各電極と貫通路との間隙への下
塗り用エナメルスリップの供給、あるいは、下塗り用エ
ナメルが被覆された管部材の内面への被覆用エナメルス
リップの供給は、管部材の一端部を閉じ、閉じた端部を
底部に位置させて、管部材に、スリップを満たし、しか
る後に、管部材に付着した部分を残して、スリップを流
出させることにより、おこなうことが望ましい。こうす
ることにより、スリップの均一な層を形成することがで
きるとともに、電極と貫通路との間の間隙に、スリップ
を確実に満たすことが可能になる。

上述のように、スリップを供給した後、スリップを乾燥
することが望ましい。１分に満たない短い時間の乾燥で
も、スリップの粘度および接着性を、引き続いておこな
われる清浄化ステップにおいて、好ましくない影響を生
じない程度に、改善することができる。

清浄化自体は、きわめて多数の方法によって、実施する
ことができる。とくに、ブラシまたは研磨材を備えたキ
ャリアを、管部材中に導入することによって、実施する
ことができる。

電極を貫通路内に固定する前に、エナメルにより被覆さ
れたすべての部品および少なくとも管部材の内面を粗面
化すると、接着性が改善され、好ましい。3.2μｍ以上
に粗面化することが、とくに望ましい。

また、電極を貫通路内に固定する前に、管部材をアニー
ル処理して、応力を除去することが望ましい。こうする
ことによって、温度の影響により生じた応力のために、
後に、エナメル層が破壊することを防止することができ
る。

好ましくは、下塗り用エナメルスリップは、その粘度
が、被覆用エナメルスリップの粘度より、ずっと低くな
るように調整される。このように調整することによっ
て、下塗り用エナメルスリップが、確実に、電極と貫通
路との間の間隙に入り込み、かつ、あらゆる部分に、適
当な厚さのエナメル層が形成されることが保証される。

本発明によれば、ステンレススチールなどの非磁性金属
の管部材と、貫通路内に配置された金属電極と、溶融可
能で、非導電性の材料からなる管部材の内面および貫通
路を覆う連続したライニングを備えた電磁流量計用の測
定管は、前記ライニングが、前記管部材の内面、およ
び、各電極と対応する前記貫通路との間の間隙全体を覆
う連続したエナメル下塗り層と、該エナメル下塗り層の
内面に覆うエナメル被覆層からなり、前記各電極が、前
記管部材の内面から、前記エナメル下塗り層および前記
エナメル被覆層を貫通して、突出するとともに、エナメ
ルにより被覆されていない端部を備えていることを特徴
としている。

かかる測定管は、連続した電気的絶縁と、あらゆる部分
に、適当な厚さのエナメル層と、金属電極と測定すべき
媒体との間の好ましい接触性と、管部材の材料と測定す
べき媒体との間の好ましい適合性を備えている。

とくに、電極が、エナメル層から、半径方向に対して、
内方に、突出するように配置されているとよい。こうす
ることによって、各電極の端表面を、確実に清浄化し
て、スリップの悪影響を防止することが可能になる。

好ましい実施態様においては、エナメル下塗り層は、間
隙の幅とエナメル被覆層の厚さに対し、ごくわずかな厚
さを有するにすぎない。このようにエナメル下塗り層の
厚さが小さいのは、下塗り用エナメルが、間隙内に入り
込むのに必要な粘度を有していなければならず、また、
エナメル被覆層の厚さとバランスがとる必要があるため
である。

また、管部材の内面の両端部に、それぞれ、内方に突出
し、その半径方向の高さが、エナメル下塗り層およびエ
ナメル被覆層の厚さと実質的に等しい環状リブが設けら
れることが望ましい。このように構成することにより、
エナメル層が、管部部材の端部まで、均一な厚さを有す
ることを保証することができる。

測定管の製造の際に必要な電極のホルダーは、製造後
に、取り除くことができる。しかしながら、ホルダーを
測定管上に残しておくことは、しばしば、取り扱い容易
するすることがある。

電極を、管部材に取付けたスリーブ内に挿入した非導電
性プラグに保持させる構造を採用することも可能であ
る。

この場合には、スチールよりなるスリーブを、管部材内
に、溶接により形成し、それによって、貫通路を形成す
るようにすることが望ましい。耐酸性のスチールを用い
ると、すべての要求を満たすことができ、好ましい。

このプラグは、セラミックにより形成するとよい。シー
ルは、電極を囲む間隙内のエナメルによってなされるた
め、セラミックプラグは、電極を機械的に保持するだけ
十分である。

実施例以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、詳
細に説明を加える。

第１図は、本発明の実施例に係る測定管の略縦断面図で
あり、第２図は、第１図のＡで示される部分の略拡大図
である。

第１図および第２図において、測定管１は、非磁性のス
テンレススチールからなる管部材２を備えており、その
両端部には、それぞれ、接続フランジ３、４が設けられ
ている。さらに、内側に位置するフランジ５、６によ
り、測定管１は、外側のスリーブと挿入されたサドルス
プールに取付けられている。

測定管２の対向する位置に設けられた電極手段７、８
は、同一の構成を有しており、その詳細は、第２図に示
されている。棒状の金属電極９は、貫通路10を貫通して
おり、その中央部において、ホルダー11により、２つの
部分で、同心の間隙12が、電極９と貫通路10の内面との
間に形成されるように、支持されている。電極９の端表
面13は、管部材２の内面14から、半径方向に、内方に突
出している。

ライニング15は、エナメル下塗り層16と、これより厚い
エナメル被覆層17からなっている。間隙12内には、エナ
メル下塗り層16と連続するエナメル下塗り層18が形成さ
れている。

これらのエナメルの層は、電気的に絶縁性を有してい
る。エナメル下塗り層16、18は、温度膨張に関して、測
定管２の材料と適合するとともに、測定管２の材料と十
分な接着性を有している。また、エナメル被覆層17は、
所望のエナメルからなっている。

本実施例によれば、かかる測定管２は、以下のステップ
により製造される。

（１）ステンレススチールの測定管２を、応力を取り
除くために、アニールする。

（２）すべての部品を脱脂し、その表面を、サンドブ
ラストまたはエッチングによって、粗面化する。管部材
２の内面14は、3.2μｍより大きい粗さを有しているこ
とが望ましい。

（３）複数の電極９を、ホルダー11により、管部材２
に、それらが、管部材２の内面14から、内方に突出する
ように、取付ける。

（４）下塗り用エナメルスリップの粘度を、供給した
ときに、間隙12内に入り込み得るように調整する。これ
により、エナメル下塗り層16の厚みが決定される。

（５）下塗り用エナメルを、管部材２の内面14に供給
し、間隙12を満たす。これは、例えば、管部材２を、そ
のフランジ３の部分で閉じ、下塗り用エナメルスリップ
が完全に満たし、その後、下塗り用エナメルスリップ
を、最終的に流出させるなどの方法により、おこなうこ
とができる。こうして、管部材２の内面14上および間隙
12内には、所望の量の下塗り用エナメルスリップが残る
ことになる。

（６）下塗り用エナメルスリップを、空気乾燥器内
で、例えば、20分間、乾燥する。こうすることにより、
スリップの粘度は高まり、それに対応して、管部材２と
の接着性も高くなる。

（７）電極９の端表面13に付着している下塗り用エナ
メルスリップを取り除き、清浄化する。これは、例え
ば、ブラシまたはスポンジなどの研磨材を備えたキャリ
アなどを用いて、おこなわれる。

（８）全体を、オーブン内で加熱し、下塗り用エナメ
ルを合流させる。本実施例におけるテストでは、加熱
は、８分間おこない、温度は、820℃まで上昇させた。

（９）被覆用エナメルスリップの粘度を、所望の厚み
の層が形成し得るように調整する。

（10）被覆用エナメルスリップを、下塗り用エナメル
スリップに供給する。これも、管部材２の一端を閉じ、
被覆用エナメルスリップにより、管部材２を満たし、そ
の後、被覆用エナメルスリップを流出させることによっ
て、実施することができる。

（11）被覆用エナメルスリップを、空気乾燥器内で乾
燥する。

（12）電極９の端表面13から、過剰の被覆用エナメル
スリップを取り除く。

（13）全体を、再び、オーブン内で加熱し、被覆用エ
ナメルスリップを合流させる。

（14）ホルダー11を取り除く。

（15）こうして製造された測定管１の耐漏れ性を、漏
れ試験により、テストする。

一実施例においては、エナメル下塗り層16の厚さは、0.
06ないし0.07mmであり、間隙12は、0.5mmであった。ま
た、エナメル被覆層17の厚さは、0.23ないし0.24mmであ
り、その結果、ライニング15の総厚は、0.3mmであっ
た。さらに、電極９は、管部材２の内面14から0.7mmだ
け、したがって、ライニング15からは、0.4mmだけ、突
出していた。

ライニグ15の厚さは、両端部では、小さくなっている
が、第３図に示される本発明の別の実施例に係る測定管
１おいては、管部材102は、そのフランジ103において、
環状のリブ120を備えており、このように構成した場合
には、ライニング115は、両端部まで、均一の厚さに形
成することができる。このようにすることによって、ゴ
ミが蓄積する可能性のあるポケットなどが形成されるの
を防止することが可能になる。このことは、食品工業に
おいて、重要なことである。なお、第３図において、11
4は、管部材102の内面、116は、エナメル下塗り層、117
は、エナメル被覆層である。

第４図に示された本発明の他の実施例に係る測定管１に
おいては、耐酸性のスチールからなるスリーブ221が、
溶接によって、管塗材202内に形成されている。このス
リーブ221は、電極209のホルダーとして性能するセラミ
ックプラグ222を保持している。間隙212は、ここでは、
電極209とスリーブ221の内面との間に形成されている。
エナメル下塗り層216、間隙212内に形成されるエナメル
下塗り層218およびエナメル被覆層217の形成方法は、第
１図および第２図に示された実施例と同一である。

一実施例においては、下塗り用エナメルは、ガラスエナ
メルで、被覆用エナメルは、酸化クロム顔料を含んだガ
ラスエナメルであった。これらのエナメルは、商業的に
一般的なものである。下塗り用エナメルの温度膨張係数
は、加熱中に、エナメルが脱離することを防止するため
に、管部材の温度膨張係数と被覆用エナメルの温度膨張
係数との間に設定された。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能
であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであ
ることはいうまでもない。

発明の効果本発明によれば、簡易に、かつ、大量生産に適した方法
で製造することのできる連続した絶縁性ライニングを有
する電磁流量計用測定管およびその製造方法を提供する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る測定管の略縦断面図で
あり、第２図は、第１図のＡで示される電極部分の略拡
大断面図である。第３図は、本発明の別の実施例に係る
測定管の管部材の端部の構造を示す略縦断面図であり、
第４図は、本発明の他の実施例に係る測定管の電極部分
の略拡大断面図である。１……測定管、２、102、202……管部材、９、209……電極、 10……貫通路、11……ホルダー、 12、212……間隙、 13……電極の端表面、 14,114……管部材の内面、 15、115……ライニング、 16、116、216……エナメル下塗り層、 17、117、217……エナメル被覆層、 120……リブ、 221……スリーブ、 222……セラミックプラグ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレススチーなどの非磁性金属の管部
材と、貫通路内に配置された金属電極と、溶融可能で、
非導電性の材料からなる前記管部材の内面および前記貫
通路を覆う連続したライニングを備えた電磁流量計用の
測定管の製造方法において、前記管部材の内面から、内
方に突出するように、複数の電極を貫通路内に固定し、
前記管部材の内面、および、各電極とこれに対応する前
記貫通路との間の間隙全体に、下塗り用エナメルスリッ
プを供給し、前記各電極の端表面から、前記下塗り用エ
ナメルスリップを取除いて、前記各電極の端表面を清浄
化し、前記下塗り用エナメルスリップを加熱して、溶融
し、しかる後に、冷却することを特徴とする電磁流量計
用の測定管の製造方法。
【請求項２】さらに、前記下塗り用エナメルスリップが
被覆された前記管部材の内表面に、被覆用エナメルスリ
ップを供給し、前記各電極の表面から、前記被覆用エナ
メルスリップを除去して、前記各電極の表面を清浄化
し、前記被覆用エナメルスリップを加熱して、溶融し、
しかる後に、冷却することを特徴とする請求項（１）に
記載の電磁流量計用の測定管の製造方法。
【請求項３】前記管部材の内面、および、前記各電極と
前記貫通路との間隙への前記下塗り用エナメルスリップ
の供給、あるいは、前記下塗り用エナメルスリップが被
覆された前記管部材の内面への前記被覆用エナメルスリ
ップの供給が、前記管部材の一端部を閉じ、閉じた前記
端部を底部に位置させ、前記管部材に、前記下塗り用エ
ナメルスリップまたは前記被覆用エナメルスリップを満
たし、しかる御に、前記管部材に付着した部分を残し
て、前記下塗り用エナメルスリップまたは前記被覆用エ
ナメルなされることを特徴とする請求項（１）または
（２）に記載の電磁流量計用の測定管の製造方法。
【請求項４】前記管部材の内面、および、前記各電極と
前記貫通路との間隙への前記下塗り用エナメルスリップ
の供給、あるいは、前記下塗り用エナメルスリップが被
覆された前記管部材の内面への前記被覆用エナメルスリ
ップの供給がなされた後に、前記下塗り用エナメルスリ
ップまたは前記被覆用エナメルスリップが乾燥されるこ
とを特徴とする請求項（１）ないし（３）のいずれか１
項に記載の電磁流量計用の測定管の製造方法。
【請求項５】ブラシを前記管部材内に導入して、前記各
電極の端表面から、前記下塗り用エナメルスリップまた
は前記被覆用エナメルスリップを取除いて、前記各電極
の端表面を清浄化することを特徴とする請求項（１）な
いし（４）のいずれか１項に記載の電磁流量計用の測定
管の製造方法。
【請求項６】研磨材を備えたキャリアを前記管部材内に
導入して、前記各電極の端表面から、前記下塗り用エナ
メルスリップまたは前記被覆用エナメルスリップ取除い
て、前記各電極の端表面を清浄化することを特徴とする
請求項（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の電磁
流量計用の測定管の製造方法。
【請求項７】前記複数の電極を前記貫通路内に固定する
のに先立って、前記管部材の少なくとも前記内面が、粗
面化されることを特徴とする請求項（１）ないし（６）
のいずれか１項に記載の電磁流量計用の測定管の製造方
法。
【請求項８】前記複数の電極を前記貫通路内に固定する
のに先立って、前記管部材が、アニール処理されて、応
力が除去されることを特徴とする請求項（１）ないし
（７）のいずれか１項に記載の電磁流量計用の測定管の
製造方法。
【請求項９】前記下塗り用エナメルスリップの粘度が、
前記被覆用エナメルスリップの粘度より、低くなるよう
に調整されたことを特徴とする請求項（２）ないし
（８）のいずれか１項に記載の電磁流量計用の測定管の
製造方法。
【請求項１０】ステンレススチールなどの非磁性金属の
管部材と、貫通路内に配置された金属電極と、溶融可能
で、非導電性の材料からなる前記管部材の内面および前
記貫通路を覆う連続したライニングを備えた電磁流量計
用の測定管において、前記ライニングが、前記管部材の
内面、および、前記各電極と対応する前記管通路との間
の間隙全体を覆う連続したエナメル下塗り層と、該エナ
メル下塗り層の内面を覆うエナメル被覆層からなり、前
記各電極が、前記管部材の内面から、前記エナメル下塗
り層および前記エナメル被覆層を貫通して、突出するよ
うに配置されるとともに、エナメルにより被覆されてい
ない端部を備えていることを特徴とする電磁流量計用の
測定管。
【請求項１１】前記各電極が、前記エナメル下塗り層お
よび前記エナメル被覆層から半径方向に対して、内方
に、突出するように配置されていることを特徴とする請
求項（10）に記載の電磁流量計用の測定管。
【請求項１２】前記エナメル下塗り層が、前記間隙の幅
と前記エナメル被覆層の厚さに対し、ごくわずかな厚さ
しか有していないことを特徴とする請求項（10）または
（11）に記載の電磁流量計用の測定管。
【請求項１３】前記管部材の前記内面の各端部に、内方
に突出し、その半径方向の高さが、前記エナメル下塗り
層および前記エナメル被覆層の厚さに実質的に対応する
環状のリブが設けられたことを特徴とする請求項（10）
ないし（12）のいずれか１項に記載の電磁流量計用の測
定管。
【請求項１４】前記電極が、前記管部材に取付けられた
スリーブ内に挿入された非導電性のプラグにより保持さ
れていることを特徴とする請求項（10）ないし（13）の
いずれか１項に記載の電磁流量計用の測定管。
【請求項１５】前記スリーブが、スチールよりなり、溶
接によって、前記管部材内に形成され、前記貫通路を形
成することを特徴とする請求項（14）に記載の電磁流量
計用の測定管。
【請求項１６】前記プラグが、セラミック材料よりなる
ことを特徴とする請求項（14）または（15）に記載の電
磁流量計用の測定管。