DE3843667A1

DE3843667A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrode fuer elektromagnetische durchflussmesser

Info

Publication number: DE3843667A1
Application number: DE3843667A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Goto; Toshihide Inami; Masayuki Nemoto
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1989-07-13
Anticipated expiration: 2008-12-24
Also published as: US4912838A; DE3843667C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen elektromagneti schen Durchflußmesser und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, die in einem mit einem keramischen Meßrohr versehenen elektromagnetischen Durchflußmesser verwendet werden kann.

Ein in einem elektromagnetischen Durchflußmesser in herkömmlicher Weise verwendetes Meßrohr wird aus rostfrei em Stahl oder ähnlichem hergestellt und seine Innenfläche wird mit einer Isolierschicht überzogen. Unlängst jedoch wurde ein Meßrohr entwickelt, das durch Sintern eines keramischen Materiales wie beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) als nicht leitfähiges Material, geformt wurde. Ein derartiges Meßrohr hat eine höhere Korrosionsfestig keit als das mit einer Schicht versehene herkömmliche Metallmeßrohr und verformt sich bei hoher Temperatur nicht. Zusätzlich kann eine Elektrode oder ähnliches in diese Art von Meßrohr eingegossen werden. Aus diesem Grunde wurde dieses eine Vielzahl von Vorteilen aufweisen de Meßrohr weitverbreitet verwendet. Verschiedene Strukturen wurden für die Elektrodenstruktur eines elektromagnetischen Durchflußmessers, der ein derartiges keramisches Meßrohr verwendet, vorgeschlagen. Ein Beispiel für eine derartige Struktur ist in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 85-5 01 552 offenbart. Bei dieser Struktur sind, wie in Fig. 1a und 1b gezeigt, ein Paar gegenüberliegender Elektrodeneinführungslöcher 3 in zentralen Abschnittes einer mantelförmigen Wandung eines zylindrisch geformten Körpers 4 aus nicht gesintertem keramischem Material (beispielsweise Oxidkeramik) ausgebildet. Elektroden 1 werden in die Elektrodeneinfüh rungslöcher 3 eingesetzt, so daß deren innere Enden auf den Innenraum des Körpers 4 weisen. In diesem Zustand wird der geformte Körper 4 bei etwa 1800°C gesintert, um ein Meßrohr zu erhalten, und gleichzeitig werden die Elektroden integral durch Sintern in den Elektrodeneinfüh rungslöchern 3 befestigt.

Das heißt, da sich ein keramisches Material beim Sintern zusammenzieht (um etwa 17% bis 20% im Fall von Al₂O₃), daß die Elektroden 1 und das Meßrohr 4 integral geformt sind, und es kann auf diese Weise ein Flüssigkeitsabschluß der Elektrodeneinführungslöcher 3 erreicht werden. Ein Edelmetall wie z. B. Platin oder eine Platinlegierung wird als Elektrodenmaterial verwendet. Dies deshalb, da diese Metalle eine zufriedenstellende Hitzebeständigkeit gegenüber der Sintertemperatur des keramischen Materials aufweisen und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben, der dem von Keramik sehr nahe kommt.

Das Bezugszeichen 5 bezeichnet ein Paar Anregungsspulen, die auf der äußeren Fläche des Meßrohres 4 montiert sind.

Gemäß obiger Methode jedoch, bei der die Elektroden in den nicht gesinterten keramischen Formkörper 4 eingesetzt und integral durch Sintern an dem Meßrohr befestigt sind, um zuverlässig die Elektrodeneinführungslöcher 3 abzu schließen, muß eine abmessungsmäßige Toleranz zwischen den Elektroden und den Einführungslöchern 3 strikt vorgegeben werden, und die Umfangsoberfläche jeder Elektrode 1 und die innere Fläche jedes Elektrodeneinführungsloches 3 müssen eine vorbestimmte oder sogar eine demgegenüber größere Oberflächenrauheit haben (d. h. Oberflächenunge nauigkeiten müssen klein sein). Die Elekrodeneinführunglö cher 3 jedoch sind nachgiebig, da sie nicht gesintert sind und aus diesem Grunde schwer der maschinellen Bearbeitung zur Erzielung der notwendigen Oberflächenrau higkeit unterworfen werden können, was zu einer großen Anzahl von Herstellungsschritten und einer schlechten Ausbeute führt. Zusätzlich wird, wenn die Elektrode 1 in das nicht gesinterte Elektrodeneinführungsloch 3 einge setzt wird, üblicherweise die innere Fläche des Loches beschädigt. Aus diesem Grunde ist während des Zusammenbaus besondere Vorsicht geboten. Ebenso differiert der Kontraktionsgrad des keramischen Materials beim Sintern in Abhängigkeit von der Masse oder der Herstellungszeit (im speziellen einer Jahreszeit oder einem Wetter, die Einfluß nehmen auf eine Temperatur oder eine Feuchtig keit), selbst wenn die Masse die gleiche ist. Aus diesem Grunde muß bei jedem Sintern der äußere Durchmesser der Elektrode 1 und der Lochdurchmesser des Elektrodeneinfüh rungsloches 3 streng kontrolliert werden. Ist die größenordnungsmäßige Toleranz nicht ausreichend, so wird die Fixierung der Elektrode 1 oder der Flüssigkeitsab schluß fehlerhaft oder das Meßrohr 4 wird durch eine Deformation beim Sintern angerissen oder beschädigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen elektromagnetischen Durchflußmesser bereitzustellen, bei dem die Fixierung der Elektroden und der Flüssigkeitsab schluß der Elektrodeneinführungslöcher zuverlässig ist, ein Meßrohr durch eine Deformierung beim Sintern kaum brechen oder beschädigt werden kann, und der Grad an Auswahlfreiheit für die Art des Elektrodenmaterials vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Durchflußmessers bereitgestellt wird, das die Schritte umfaßt, Elektroden teile in ein Paar Einführungslöcher einzusetzen und einzufüllen, die von außen nach innen durch eine Umwandung eines aus gesintertem keramischen Material hergestellten Meßrohrs ragen und sich gegenüberliegend ausgebildet sind, und Aufheizen und Verfestigen der Elektrodenteile zur Ausbildung von Elektroden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus denen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Es zeigen:

Fig. 1a und 1b eine Schnittansicht, bzw. eine vergrö ßerte Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohres mit herkömmlicher Elektrodenstruktur;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohrs, wobei ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen elektromagnetischen Durchflußmesser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt wird;

Fig. 3a, 3b und 3c Schnittansichten jeweils anderer Ausführungsformen der Elektrode.

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Hauptteils des Meßrohrs einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5a, 5b, 5c und 5d Schnittansichten jeweils anderer Ausführungsformen eines Elektrodenkerns;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohrs einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7a bis 7e Schnittansichten anderer Ausführungsfor men des Elektrodenkerns;

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohrs einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 und 10 eine Schnittansicht bzw. eine Schnittan sicht eines Hauptteils einer anderen Ausführungsform der Elektrode;

Fig. 11 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohrs nach einer anderen Ausführungsform der vorliegen den Erfindung und

Fig. 12a bis 12d Schnittansichten weiterer Ausführungs formen der Elektrode.

Fig. 13 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Meßrohrs einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Ausführungsform mit einer Elektrode;

Fig. 15a-15d Schnittansichten anderer Ausführungsfor men des Elektrodenkerns.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im weiteren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Elektrode, die nach einem Elektrodenherstellungsverfahren einer Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 14 ein Meßrohr aus einem keramischen Material wie beispiels weise Al₂O₃ oder ZrO₂. Ein paar Anregungsspulen (siehe Fig. 1a) sind auf der äußeren Oberfläche des Meßrohrs 14 angeordnet um vertikal das Meßrohr 14 dazwischenliegend zu umschließen und ein magnetisches Feld zu erzeugen, das senkrecht zu einer Flußrichtung eines leitenden Fluids 16, das während des Durchflusses durch das Meßrohr 14 zu messen ist, ausgerichtet ist. Ein paar Elektrodeneinfüh rungslöcher 13 A und 13 B sind in den zentralen Abschnitten der ummantelnden Wandung des Meßrohrs 14 in einer Richtung senkrecht sowohl zur Durchflußrichtung des zu messenden Fluids 16 und einer Richtung des durch die Anregungsspulen erzeugten magnetischen Feldes gegenüberliegend angeordnet. Elektroden 11 A und 11 B sind in die Elektrodeneinführungs löcher 13 A bzw. 13 B eingebettet. Da die Elektroden 11 A und 11 B die gleiche Anordnung aufweisen, wird des weiteren nur die Elektrode 11 A beschrieben. Die Elektrode 11 A wird dadurch gebildet, daß verschiedene Pasten, die aus leitendem Material, dem Typ des Fluids entsprechend, metallisiert werden. Ist eine Korrosionsfestigkeit für die Elektrode erforderlich, so findet eine Metallpulverpaste bestehend aus Platin, Gold oder ähnlichem, Verwendung. Wird nicht auf die Korrosionsfestigkeit Wert gelegt, so wird für elektronische Teile eine auf Mo-Mn basierende Paste, eine auf W basierende Paste, eine auf Ag-Pd basierende Paste, eine auf Ag-Pt basierende Paste, eine Ag-Paste oder ähnliches verwendet. Eine innere Endfläche 11 a der Elektrode 11 A weist in Richtung des Innenraums des Meßrohrs 14, um dabei eine Flüssigkeitkontaktoberfläche auszubilden, und seine äußere Endfläche 11 b ist an ein Ende des Zuführungsdrahtes 20 A angelötet.

Ein Verfahren zur Herstellung der obigen Elektrodenstruk tur wird des weiteren beschrieben. zunächst wird ein zylindrisch geformter Körper aus einem keramischen Material wie beispielsweise Al₂O₃ gebildet. Der geformte Körper der durch Sintern zum Meßrohr 14 wird, kann einfach geformt werden indem ein pulverförmiges, nicht gesintertes keramisches Material nach einer herkömmlichen Methode eingepreßt oder isotaktisch gedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Elektrodeneinführungslöcher 13 A und 13 B unter Berücksichtigung der Kontrahierung, die während des folgenden Sintervorganges von statten geht, ausgebildet. Die Elektrodeneinführungslöcher können jedoch durch Schleifen nach dem Sintern geformt werden. Der wie zuvor beschrieben geformte Körper wird bei einer vorbestimmten Temperatur (von etwa 1800°C im Fall von Al₂O₃) gesintert, um das Meßrohr 14 zu erhalten.

Ist der Sintervorgang des Meßrohrs 14 beendet, so werden die Elektrodeneinführungslöcher 13 A und 13 B der maschinel len Bearbeitung unterworfen, um gewünschte Lochdurchmesser und Oberflächenrauheiten zu erhalten. Eine Paste wird in die Elektrodeneinführungslöcher 13 A und 13 B des Meßrohrs 14 eingefüllt. In diesem Zustand wird das Meßrohr 14 eine vorbestimmte Zeitspanne lang bei einer vorbestimmten Temperatur beheizt (bei etwa 1000°-1200°C: 10 bis 30 Minuten lang, wenn die Paste eine Platinpaste ist). Demzufolge ist die Paste in den Elektrodeneinführungslö chern 13 A und 13 B gesintert, um die Elektroden 11 A bzw. 11 B zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt sind organische Komponenten in der Paste verdampft oder verbrannt. Ist das Ergebnis eines Verfahrenszyklusses nicht zufrieden stellend (beispielsweise, wenn durch thermische Kontrakti on ein mit einer Ausnehmung versehener Abschnitt produ ziert wird), so kann eine Paste des selben Typs von neuem eingefüllt und metallisiert werden.

Nach Bildung der Elektroden 11 A und 11 B wird ein Ende des Zuführungsdrahtes 20 A (20 B) mit dem äußeren Ende der Elektrode 11 A (11 B) und die Anregungsspulen, wie in Fig. 1 gezeigt, auf der äußeren Oberfläche des Meßrohres 14 montiert, um dabei das Meßrohr 14 fertigzustellen.

Die Fig. 3a bis 3c zeigen Modifikationen der Elektrode 11 A (11 B) zum Zwecke der Vergrößerung der Flüssigkeitskon taktoberfläche. Wie in Fig. 3a gezeigt, ragt ein halbku gelförmiger, hervorstehender Abschnitt 11 d als inneres Ende in das Meßrohr 14. In Fig. 3b ist der innere Endab schnitt als konischer Abschnitt 11 e ausgebildet, der sich in Richtung auf den Innenraum des Meßrohres 14 erweitert. In Fig. 3c ist das innere Ende als scheibenartiger Abschnitt 11 f ausgebildet. Auf diese Weise können verschiedenartigste Modifikationen in Bezug auf die Form der Elektrode vorgenommen werden.

Gemäß des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Elektrodenstruktur wird nach dem Sintern des keramischen Meßrohres 14 die Paste in die Elektrodenein führungslöcher 13 A und 13 B eingefüllt und metallisiert, um die Elektroden zu bilden. Dazu kann eine Vorbehandlung der Elektrodeneinführungslöcher 13 A und 13 B vorgenommen werden, oder, falls notwendig, können die Elektrodenein führungslöcher 13 A und 13 B ausgebildet werden, nachdem das Meßrohr 14 gesintert wurde. Daraus resultiert, daß der gewünschte Lochdurchmesser und die Oberflächenrauheit erhalten werden können, um das Problem der Variationen zu lösen, die von Massenunterschieden oder von verschie denen Herstellungszeiten her rühren. Da die Elektroden 11 A und 11 B nach dem Sintern des Meßrohrs 14 gesintert werden, können sie zusätzlich, falls erforderlich, beliebig oft gesintert werden. Dazu kann eine Sperrflüs sigkeit der Elektrodeneinführungslöcher 13 A und 13 B zuverlässig erhalten werden, um auf diese Weise ein Ausströmen des zu messenden Fluidums 16 zu verhindern. Da die Sintertemperatur der Elektroden 11 A und 11 B nur in Abhängigkeit von dem Material der zu verwendenden Paste bestimmt wird, muß die Sintertemperatur des Meßrohrs 14 nicht in die Betrachtungen mit einbezogen werden. Da der Grad an Auswahlfreiheit für die Art des Elektrodenmateri als größer wird, können aus diesem Grunde billige Materialien verwendet werden. Zusätzlich tritt, verglichem mit den herkömmlichen Herstellungsmaterialien, bei denen das nicht gesinterte Meßrohr und die Elektroden 11 A und 11 B integral bei der Sinterung der Elektroden gesintert werden, fast keine Kontraktion des Meßrohrs 14 auf, und lediglich eine kleine Deformation wird durch die Kontrak tion der Paste erzeugt. Daher können Risse oder Beschädi gungen des Meßrohrs 14 reduziert oder vermieden werden. Ebenfalls können die Elektroden, die integral mit dem Meßrohr gesintert werden, nicht ersetzt werden, selbst wenn sie aufgrund beispielsweise des Abriebs, ersetzt werden sollten. Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung jedoch muß das Meßrohr selbst nicht ersetzt werden, da die Elektroden 11 A und 11 B durch Zufuhr und Sinterung der Paste neu hergestellt werden können.

Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen elektromagnetischen Durchflußmesser wird das die Elektrodeneinführungslöcher des Meßrohres eingefüllt und metallisiert, um die Elektroden zu bilden. Daher ist der Grad an Auswahlfreiheit für die Art des Materials der Elektrode vergrößert. Zusätzlich kann eine Deformation, die sich durch Sintern am Elektrodenbefestigungsabschnitt ausbildet, und demzufolge eine Deformation beim Elektro densintern reduziert werden, wobei Risse oder Beschädigun gen des Meßrohres vermieden werden. Ebenso kann die Vorbearbeitung ausgeführt werden, um eine gewünschte größenordnungsmäßige Präzision und Oberflächenrauheit der Elektrodeneinführungslöcher zu erhalten, selbst wenn die Abmessung betreffende Variationen auftreten aufgrund von Massenunterschieden oder verschiedener Herstellungszeit, wobei der Herstellungsgrad verbessert wird. Da das Sintern der Elektroden, wenn es erforderlich ist, beliebig oft ausgeführt werden kann, kann ein zuverlässiger Flüssigkeitsabschluß erzielt werden. Daraus resultiert, daß eine hochempfindliche Elektrodenstruktur einfach bei geringen Kosten hergestellt werden kann.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 30 ein keramisches Meßrohr aus beispielswei se Al₂O₃ oder ZrO₂. Ein Paar Anregungsspulen (siehe Fig. 1a) sind auf der äußeren Oberfläche des Meßrohrs 30 montiert, um vertikal das Meßrohr 30 dazwischenliegend zu umschließen und ein magnetisches Feld zu erzeugen, das in einer Richtung senkrecht zu einer Flußrichtung eines zu messenden leitenden Fluids 31 ausgerichtet ist. Ein Paar Elektroden 32 A und 32 B sind in die zentralen Abschnitte der das Meßrohr 30 umgebenden Wandung eingesetzt, wobei sie sich gegenüberliegend derart angeordnet sind, daß sie sowohl senkrecht zur Flußrichtung des zu messenden Fluids 31 und zu der Richtung des durch die Anregungsspulen erzeugten magnetischen Feldes senkrecht stehen, und dabei kann eine elektromotorische Kraft, die in dem zu messenden Fluid 31 erzeugt wird, extrahiert werden.

Da die Elektroden 32 A und 32 B den gleichen Aufbau haben, wird des weiteren nur die Elektrode 32 A beschrieben. Die Elektrode 32 A besteht aus einem stabähnlichen Elektroden kern 32 a, der aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Al₂O₃ oder ZrO₂ ähnlich dem Meßrohr 30 hergestellt ist, und wird in das Elektrodeneinführungsloch 33 A eingesetzt, und besteht aus einer Metallschicht 32 d, die auf der Umfangsoberfläche und der inneren Endfläche des Elektrodenkerns 32 A durch Sintern ausgebildet ist, um das Elektrodeneinführungsloch 33 A abzuschließen. Die innere Endfläche des Elektrodenkerns 32 a weist in Richtung des Innenraums des Meßrohrs 30, um eine Flüssigkeitskon taktoberfläche zu bilden, und ihr äußeres Ende ist mit einem Ende eines Zuführungsdrahtes 34 A durch einen Aufsatz 35 A verbunden.

Ein Verfahren zur Herstellung der zuvor beschriebenen Elektrodenstruktur wird im folgenden beschrieben. Zunächst wird das nicht gesinterte Meßrohr, beispielsweise der geformte Körper, durch ein keramisches Material, wie beispielsweise Al₂O₃ gebildet. Dieser geformte Körper kann einfach dadurch gebildet werden, indem ein pulverför miges, nicht gesintertes keramisches Material mittels konventioneller Methoden wie Einpreßdrucken oder Isotakti sches Drucken zusammengepreßt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Elektrodeneinführungslöcher 33 A und 33 B unter Berücksichtigung der Kontraktion ausgebildet, die durch den nachfolgenden Sintervorgang bewirkt wird. Die Elektrodeneinführungslöcher 33 A und 33 B können jedoch durch Schleifen nach dem Sintern geformt werden. Der wie zuvor in der Ausbildung beschriebene geformte Körper wird bei einer Sintertemperatur von etwa 1800°C zur Ausbildung des Meßrohres 30 gesintert. Nachdem der Verfahrensschritt des Sinterns des Meßrohres 30 vollendet ist, wird ein nicht gesinterter Elektrodenkern durch ein keramisches Material wie beispielsweise Al₂O₃ in der selben Weise wie das Meßrohr ausgebildet, und bei einer Sintertempera tur von etwa 1800°C zur Bildung des Elektrodenkerns 32 a gesintert. Nach dem Sintern werden das Meßrohr 30 und der Elektrodenkern 32 a wenn nötig, geschliffen, um die gewünschte Größe und Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen. Eine Metallpulverpaste wird dann auf die innere Oberfläche des Elektrodeneinführungsloches 33 A (33 B) des Meßrohres 30 und auf die Oberfläche des Elektrodenkerns 32 a aufgetragen.

Ist das zu messende Fluidum 31 sauer oder alkalisch, und müssen demzufolge die Elektroden 32 A und 32 B eine Korrosionsfestigkeit aufweisen, so wird eine Metallpulver paste bestehend aus Platin, Gold oder ähnlichem, verwen det. Ist keine Korrosionsfestigkeit erforderlich, so werden für elektronische Teile eine auf Mo-Mn basierende Paste, eine auf W basierende Paste, eine auf Ag-Pd basierende Paste, eine auf Ag-Pt basierende Paste, eine Ag-Paste oder ähnliches verwendet. Der mit Platinpaste überzogene Elektrodenkern 32 a wird in das Elektrodenein führungsloch 33 A (33 B) des gesinterten keramischen Meßrohres 30 eingesetzt. In diesem Zustand wird das Meßrohr 30 wieder mit einer Temperatur von etwa 1100°C eine vorbestimmte Zeitspanne lang geheizt (metallisiert). Die Paste wird zu einer dünnen Metallschicht 32 b, da ihre organischen Komponenten verdampft oder verbrannt werden. Durch diese Metallschicht 32 b wird der Elektrodenkern 32 a in dem Elektrodeneinführungsloch 33 A (33 B) gesintert, und das Einführungsloch 33 A (33 B) wird abgeschlossen.

Danach werden Aufsätze 35 A und 35 B, die aus einem Metall oder einem Metall sowie einem isolierenden Material bestehen, auf den äußeren Enden der Elektroden 32 A und 32 B montiert, und die Anregungsspulen werden auf den äußeren Oberflächen des Meßrohrs 30 montiert, um dabei das Meßrohr 30 zu vervollständigen.

Gemäß des obigen Elektrodenherstellungsverfahrens werden das Meßrohr 30 und der Elektrodenkern 32 a unabhängig voneinander gesintert, der Elektrodenkern 32 a und das Elektrodeneinführungsloch 33 A (33 B) mit Paste überzogen, und dann der Kern 32 a durch Sintern in das Elektrodenein führungsloch 33 A (33 B) eingesetzt und fixiert. Daher können das Meßrohr 30 und der Elektrodenkern 32 a nach dem Sintern der maschinellen Bearbeitung wie gewöhnliche Metalle unterworfen werden. Im speziellen können die Elektrodeneinführungslöcher 33 A und 33 B eine die Abmessung betreffende Präzision und Oberflächenrauhigkeit durch gewöhnliche Metallverarbeitung erhalten, und dabei wird das Problem der Variationen gelöst, die von Massenunter schieden oder verschiedenen Herstellungszeiten herrühren. zusätzlich dazu werden die inneren Oberflächen der Elektrodeneinführungslöcher 33 A und 33 B nicht beschädigt, wenn der Elektrodenkern 32 a darin eingesetzt wird. Da das Sintern bzw. Fixieren des Elektrodenkerns 32 a und das Abschließen des Elektrodeneinführungsloches 33 A (33 B) zuverlässig mit Hilfe der Metallschicht 32 b durchgeführt werden kann, ist daher ein Ausströmen des zu messenden Fluidums 31 vermeidbar. Da außerdem der Sinterprozeß zuvor ausgeführt wird, ist der Kontraktionsgrad beim Sintern des Elektrodenkerns 32 a gering und es wird lediglich eine verglichen mit den konventionellen Herstellungsmethoden, bei denen das Meßrohr und die Elektroden integral gesintert werden, geringere Deformati on bei den Elekroden bewirkt.

Dadurch können Risse oder Beschädigungen des Meßrohrs 30 reduziert oder vermieden werden. Des weiteren können die integral mit dem Meßrohr gesinterten Elektroden nicht ersetzt werden, selbst dann nicht, wenn sie beispielsweise aufgrund des Abriebs ersetzt werden sollten. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung jedoch kann durch das Erhitzen und Schmelzen der Metallschicht 32 b der Elektrodenkern 32 a ersetzt werden, um wirkungsvoll das Meßrohr 30 zu gebrauchen.

Die Fig. 5a bis 5d zeigen Modifikationen, bei denen der äußere Durchmesser zur Einstellung des Elektrodenkerns 32 a teilweise abgeändert ist. In den Fig. 5a und 5d ist der Durchmesser des äußeren Endabschnittes vergrößert, um einen außen liegenden Kernansatz zu bilden. In den Fig. 5b und 5c ist der Durchmesser des inneren Endabschnittes vergrößert, um einen innen liegenden Kernansatz zu bilden. In den Fig. 5a und 5b ist der Durchmesser des Elektrodeneinführungsloches 33 A (33 B) über die gesamte Länge gleich. In den Fig. 5c und 5d sind die Sitze 37 und 38 jeweils an den inneren und äußeren Öffnungsendabschnitten des Elektrodeneinführungs loches 33 A (33 B) ausgebildet, so daß der Elektrodenkern abschnitt 32 A großen Durchmessers in den Sitzen 37 oder 38 sitzt. Wie in den Fig. 5b oder 5c gezeigt, hat der innen liegende Elektrodenkernansatz 32 a eine große Flüssigkeitskontaktoberfläche und ist aus diesem Grunde vorteilhaft bei der Messung eines Fluidums geringer Leitfähigkeit.

Fig. 6 zeigt einen Elektrodenkern aus Platin (oder einer Platinlegierung), der mittels einer Platinpulverpaste (oder einer Platinlegierungpulverpaste) gesintert bzw. fixiert ist. Da der Elektrodenkern 32 a ursprünglich aus leitendem Material gefertigt ist, muß in diesem Fall die Platinpuderpaste (oder die Platinlegierungpuderpaste) nur auf die Umfangsfläche aufgetragen werden, aber nicht auf die Berührungsfläche mit der Flüssigkeit. zusätzlich, wie bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform, wird der Sintervorgang für den Elektrodenkern 32 A vorgenommen, nachdem das keramische Meßrohr 30 gesintert wurde. Ist Korrosionsfestigkeit erforderlich, so hat die Platinpaste (oder die Platinlegierungpulverpaste) vorzugsweise einen höheren Gehalt an Pt (Gewichtsverhältnis von 85% oder mehr). Falls keine Korrosionsfestigkeit erforderlich ist, so kann der Gehalt an Pt geringer sein.

Die Fig. 7a bis 7e zeigen einen metallischen Elektro denkern 32 A unterschiedlicher Formen. In Fig. 7a ist der Elektrodenkern 32 a ein zylindrisches Teil mit einem Boden, wobei das äußere Ende geöffnet ist. In Fig. 7b ist der Elektrodenkern 32 a als scheibenähnliches Teil ausgebildet, um die Flüssigkeitsberührungsfläche zu vergrößern und einen Fluiddruck aufzunehmen, und weist gleichzeitig einen stabähnlichen leitenden Abschnitt 32 c auf, der integral mit dem Elektrodenkern 32 a ausgebildet und aus der äußeren Fläche des Meßrohrs 30 herausragt. In Fig. 7c ist ein konisches Loch 39 in einem äußeren Öffnungsendabschnitt eines Elektrodeneinführungslöches 33 A (33 B) ausgebildet, um eine Druckhaltung zur erzielen, und das konische Loch 39 ist mit einer Metallschicht 32 b bedeckt. In diesem Fall wird das Metall beim konischen Abschnitt eingefüllt, nachdem das Metallteil in das Einführungsloch eingesetzt wurde. In Fig. 7d. ist der Durchmesser des äußeren Endes des Elektrodenkerns 32 a so viel mehr als der des Einführungsloches vergrößert, um den Elektrodenkern 32 a, wie in Fig. 5a einzustellen. In Fig. 7e ist das Elektrodeneinführungsloch 33 A (33 B) konisch, und ein Einführungsendabschnitt des Elektroden kerns 32 a ist als Konus ausgebildet. Zusätzlich zu den oben genannten Modifikationen sind verschiedenste andere Modifikationen für die Gestalt des Elektrodenkerns 32 a möglich.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen elektromagnetischen Durchfluß messer gemäß der vorliegenden Erfindung, ist der zylin drisch geformte Körper durch ein nicht gesintertes keramisches Material ausgebildet und wird gesintert, um das keramische Meßrohr zu bilden. Danach wird Paste auf die Elektrodeneinführungslöcher, die in der Umfangs fläche des Meßrohres ausgebildet sind und auf die Umfangsfläche der Elektrodenkerne aufgetragen. Die Elektrodenkerne werden in die Elektrodeneinführungslöcher eingesetzt und durch Metallisierung der Paste darin gesintert/fixiert. Dadurch kann die Fixierung der Elektroden und das Abschließen der Elektrodeneinführungs löcher zuverlässig unter Vermeidung eines Ausströmens des zu messenden Fluidums durchgeführt werden. Zusätzlich wird der Grad an Auswahlfreiheit für die Art des Elektro denmaterials vergrößert, da die Elektroden gesintert werden, nachdem das Meßrohr gesintert wurde. Da lediglich das Meßrohr alleine gesintert wird, ist ebenfalls eine Deformation, die beim Sintern an den Elektroden auftritt, und demzufolge eine Deformation während des Elektrodensin terns reduziert, um Risse oder Beschädigungen des Meßrohrs zu vermeiden. Des weiteren kann eine Vorbearbeitung stattfinden, wenn eine die Abmessungen betreffende Variation die von den Massenunterschieden oder von verschiedenen Herstellungszeiten herrührt, auftritt. Daher kann das Elektrodeneinführungsloch mit den gewünsch ten maßlichen Genauigkeiten und Oberflächenbeschaffenhei ten ausgebildet werden, wobei das Produktionsergebnis verbessert wird. Als Resultat kann eine hochempfindliche Elektrode bei geringen Kosten leicht hergestellt werden.

Fig. 8 zeigt noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Fig. 8 bezeichnen die Bezugszeichen 50 A und 50 B Metallschichten, die durch Metallisierung einer Paste als ein leitendes Material, das auf den Innenflächen der Elektrodeneinführungslöcher 43 A und 43 B eines Meßrohres 40 jeweils gesintert wurde, ausgebildet sind; die Bezugszeichen 51 A und 51 B bezeichnen Lötteile zur Verbindung von Elektroden 41 A und 41 B mit den Metallschichten 50 A bzw. 508; und die Bezugszeichen 52 A und 52 B bezeichnen Aufsätze, die mit den Enden der Zuführungsdrähte 53 A und 53 B verbunden sind, und jeweils auf den äußeren Enden der Elektroden 41 A und 41 B montiert sind.

Da die Elektroden 41 A und 41 B die gleiche Anordnung aufweisen, wird im folgenden nur die Elektrode 41 A beschrieben. Die Elektrode 41 A besteht aus einem Elektro denhauptkörper, der durch Sintern eines keramischen Materiales wie beispielsweise Al₂O₃ ähnlich dem Meßrohr 40 geformt wurde, und aus einer Metallschicht 41 b, die durch Sintern einer Paste, bestehend aus einem leitenden Material, das auf der Außenfläche und der inneren Endfläche des Elektrodenhauptkörpers 41 a aufgesintert ist, ausgebildet wird. Das leitende Material, das die Metallschicht 41 b bildet, wird in Abhängigkeit von der Art des zu messenden Fluidums ausgewählt. Das heißt, falls die Elektrode 41 A eine Korrosionsfestigkeit haben muß, wird eine Metallpulverpaste bestehend aus Platin, Gold oder ähnlichem, verwendet. Ist keine Korrosionsfe stigkeit erforderlich, so wird für elektronische Teile eine auf Mo-Mn basierende Paste, eine auf W basierende Paste, eine auf Ag-Pd basierende Paste, eine auf Ag-Pt basierende Paste, eine Ag-Paste, oder ähnliches verwendet. Die Metallschicht 41 b wird integral mit dem Elektroden hauptkörper 41 a gesintert.

Alternativ dazu wird eine gewünschte Paste auf dem Elektrodenhauptkörper 41 a aufgetragen, nachdem der Elektrodenhauptkörper 41 a gesintert wird, und der Elektrodenhauptkörper 41 a wird erhitzt und gesintert, um die Metallschicht 41 b zu bilden.

Wenn die Metallschichten 50 A und 50 B, die auf den inneren Oberflächen der Elektrodeneinführungslöcher 43 a bzw. 43 b ausgebildet sind, eine Korrosionsfestigkeit aufweisen müssen, die ähnlich der der Metallschicht 41 b der Elektrode 41 A (41 B) ist, so wird eine Metallpulverpaste, bestehend aus Platin, Gold oder ähnlichem, als Überzug verwendet und gesintert. Andernfalls wird die auf Mo-Mn basierende Paste, die auf W basierende Paste oder ähnliches überzogen und gesintert.

Beispiele für die Lötteile 51 A und 51 B sind leitfähige Materialien wie beispielsweise eine Silberlötlegierung, Lötmittel und ein Gold-Silizium-Eutektikum mit niedereren Schmelzpunkten (500°C bis 600°C) als die der Paste.

Ein Verfahren zur Herstellung obiger Elektrodenstruktur wird im folgenden beschrieben. Zunächst wird ein zylin drisch geformter Körper durch ein nicht gesintertes keramisches Material wie beispielsweise Al₂O₃ gebildet. Dieser geformte Körper, der gesintert ist, um als Meßrohr zu dienen, kann leicht durch Einpressen oder durch isotaktisches Pressen eines pulvrigen, nicht gesinterten Materiales mit Hilfes eines herkömmlichen Verfahrens gebildet werden. zu diesem Zeitpunkt werden die Elektro deneinführungslöcher 43 A und 43 B unter Beachtung der Kontraktion, die aufgrund des folgenden Sinterschrittes auftreten wird, ausgebildet. Die Elektrodeneinführungslö cher 43 A und 43 B können jedoch durch Schleifen nach dem Sintern gebildet werden. Der geformte Körper, der wie zuvor beschrieben, gebildet wurde, wird bei einer vorbestimmten Temperatur (von etwa 1800°C im Fall von Al₂O₃) gesintert um das Meßrohr 40 zu erhalten. Nachdem das Sintern des Meßrohres 40 vollendet ist, können die Elektrodeneinführungslöcher 43 A und 43 B falls erforder lich, der Weiterverarbeitung unterworfen werden, um einen gewünschten Durchmesser und eine gewünschte Oberflächen rauhigkeit zu erzielen.

Die Metallpulverpaste wird auf die inneren Oberflächen der Elektrodeneinführungslöcher 43 A und 43 B aufgetragen, und das Meßrohr 40 wird bei einer vorbestimmten Temperatur eine vorbestimmte Zeitspanne lang erhitzt (bei 1000°C bis 1200°C: 10 bis 30 Minuten lang, falls die metallische Pulverpaste eine Platinpaste ist). Demzufolge wird die metallische Pulverpaste in den Elektrodeneinführungslö chern 43 A und 43 B gesintert, um dünne metallische Schichten 50 A bzw. 50 B auszubilden. zu diesem Zeitpunkt werden organische Komponenten, die in der Metallpulverpa ste enthalten sind, verdampft oder verbrannt.

Dann werden die Elektroden 41 a und 41 b in die Elektroden einführungslöcher 43 A bzw. 43 B eingesetzt, so daß ihre inneren Endflächen auf den Innenraum des Meßrohrs 40 weisen. Die Elektrode 41 A (41 B) wird vorher vorbereitet und weist daher den gesinterten Elektrodenhauptkörper 41 a und die Metallschicht 41 b auf. Wenn die Elektrode 41 A (41 B) in das Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B) einge setzt wird, fließt das geschmolzene Lötteil 51 A (51 B) in das Loch 43 A (43 B) und wird darin abgekühlt und verfe stigt, wobei es dabei einen Spalt zwischen den Metall schichten 41 b und 50 A (50 B) füllt. Als Resultat dessen fixiert das Lötteil 51 A (51 B) die Elektrode 41 A (41 B) fest in dem Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B) und verschließt das Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B). In diesem Fall wird der Lötprozeß bei einer Temperatur von 250°C bis 660°C durchgeführt.

Danach werden die Aufsätze 52 A und 52 B auf den äußeren Enden der Elektroden 41 A bzw. 41 B montiert, und ein Paar Anregungsspulen werden auf der Außenfläche des Meßrohrs 40 montiert, um dabei das Meßrohr 40 zu vervollständigen.

Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenstruktur wird, nachdem das Keramik Meßrohr gesintert ist, die Elektrode 41 A (41 B) in das Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B) eingesetzt und verlötet. Daher können die Elektrodeneinführungslöcher 43 A und 43 B nach dem Sintern der maschinellen Bearbeitung unterworfen werden, um gewünschte Durchmesser und Oberflächenrauhigkeit zu erhalten, wobei dadurch das Problem der Variationen oder ähnlichem, bedingt durch Massenunterschiede oder verschiedene Herstellungszeiten, gelöst wird. Zusätzlich kann das Sintern der Metall schichten 50 A und 50 B falls notwendig, beliebig oft durchgeführt werden, da es durchgeführt wird, nachdem das Meßrohr 40 gesintert wurde. Da das Lötteil 51 A (51 B) in das Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B) eingefüllt und fixiert wird, um das Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B) nach dem Sintervorgang zu verschließen, kann ebenfalls ein zuverlässiger Flüssigkeitsabschluß erzielt werden, wobei ein Ausströmen des zu messenden Fluidums 46 aus den Elektrodeneinführungslöchern 43 A und 43 B vermieden werden kann.

Da die Sintertemperatur der Metallschichten 50 A und 50 B lediglich durch die Zusammensetzung des Materials, beispielsweise der Paste bestimmt ist, muß die Sintertem peratur des Meßrohrs 40 nicht in Betracht gezogen werden. Da der Grad an Auswahlfreiheit für ein Material vergrößert wird, können die Metallschichten 50 A und 50 B durch billigere Materialien gebildet werden. Beim Sintern der Metallschichten 50 A und 50 B und dem Verlöten der Elektro den 43 A und 43 B tritt zusätzlich nahezu keine Kontraktion auf, da das Meßrohr 40 schon gesintert ist. Deshalb bildet sich, verglichen mit den herkömmlichen Herstel lungsverfahren, bei denen das Meßrohr und die Elektroden integral gesintert werden, nur eine geringe Deformation aus, wobei Risse oder Beschädigungen des Meßrohres 40 reduziert werden. Auch können die mit dem Meßrohr integral gesinterten Elektroden nicht ersetzt werden, selbst wenn eine Ersetzung aufgrund von Abreibung oder ähnlichem erforderlich ist. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung jedoch können die Elektroden 41 A und 41 B durch Schmelzen der Lötteile 51 A bzw. 51 B ersetzt werden. Daher kann das Meßrohr 40 mehrere Male verwendet werden.

Fig. 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf Fig. 9 ist ein Metallaufsatz 60 A (60 B) auf der inneren Endfläche einer Elektrode 41 A (41 B) montiert, d. h. einer Flüssigkeitskontaktfläche 41 c, um dabei die Flüssigkeitskontaktfläche 41 c gegen Abreibung, Korrosion oder ähnlichem zu schützen. Die Metallaufsätze 60 A und 60 B werden bei der Herstellung der Elektroden 41 A und 41 B montiert. In diesem Fall, wie in Fig. 10 gezeigt, kann ein Einpaßvorstoß 60 a integral auf dem Metallaufsatz 60 A (60 B) ausgebildet sein und in einen Aufnahmeabschnitt 41 d passen, der in der Flüssigkeitskontaktoberfläche 41 c eines Elektrodenhauptkörpers 41 a ausgebildet ist.

Die andere Anordnung ist die gleiche wie bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform.

Fig. 11 zeigt noch eine weitere Ausführungsform, bei der eine aus Platin oder einer Platinlegierung gebildete Elektrode 41 A (41 B) mit Hilfe eines Lötteiles 41 A (41 B) in ein Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B) eingesetzt ist. Da die Elektroden 41 A und 41 B ursprünglich aus leitendem Material hergestellt werden, muß in diesem Fall die Metallschicht 41 b der in Fig. 8 gezeigten Ausführungs form nicht geformt werden. Die andere Anordnung und ein Herstellungsverfahren sind gleich wie diejenigen der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform und es wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.

Die Fig. 12a und 12d zeigen Modifikationen von Elektroden 41 A (41 B) unterschiedlicher Formen, die aus einem leitenden Material bestehen. In den Fig. 12a und 12b sind ein scheibenförmiger Abschnitt 41 e und ein konischer Abschnitt 41 f am inneren Endabschnitt der Elektrode 41 A (41 B) ausgebildet, um eine Flüssigkeitskon taktoberfläche zu vergrößern. In Fig. 12c ist ein Abschnitt 41g großen Durchmessers an dem äußeren Endab schnitt der Elektrode 41 A (41 B) angeformt. In Fig. 12d ist das Elektrodeneinführungsloch 43 A (43 B) ein sich gegen den Innenraum des Meßrohres 40 verjüngendes konisches Loch, und die Elektrode 41 A (41 B) ist konisch ausgebildet.

Wie zuvor beschrieben, wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen elektromagnetischen Durchflußmesser der vorliegenden Erfindung das Keramikmeß rohr gesintert, und die Elektroden werden dann in die Elektrodeneinführungslöcher des Meßrohrs eingesetzt.

Daher ist der Grad an Auswahlfreiheit für die Art von Elektrodenmaterial vergrößert. Da das Meßrohr alleine gesintert wird, kann eine Deformation, die während des Sinterns der Elektrodenmontierabschnitte auftritt und demzufolge eine Deformation, die beim Löten der Elektroden entsteht, reduziert werden, wobei dabei Risse oder Beschädigungen des Meßrohrs vermieden werden. Selbst wenn die Abmessung betreffende Variationen aufgrund von Massenunterschieden oder verschiedenen Herstellungszeiten auftreten, können ebenso die gewünschte größenmäßige Genauigkeit und Oberflächenrauheit der Elektrodeneinfüh rungslöcher erzielt werden, da sie einer Vorbearbeitung unterworfen werden können, wobei die Ausbeute verbessert wird. Da die Elektroden durch Löten fixiert werden, ist des weiteren keine hohe Genauigkeit erforderlich, und ein zuverlässiger Abschluß der Elektrodeneinführungslöcher kann durch die Lötteile erzielt werden. Demzufolge kann eine hochempfindliche Elektrodenstruktur bei geringen Kosten leicht hergestellt werden.

Fig. 13 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 74 ein aus einem Keramikmate rial wie beispielsweise Al₂O₃ oder ZrO₂ gebildetes Meßrohr. Ein Paar Anregungsspulen (siehe Fig. 1a) sind auf der äußeren Oberfläche des Meßrohrs 74 angeordnet, um vertikal das Meßrohr 74 dazwischenliegend zu umschließen, und sie erzeugen ein magnetisches Feld, das senkrecht zu einer Flußrichtung eines zu messenden leitenden Fluidums 76, das durch das Meßrohr 74 fließt, ausgerichtet ist. Ein Paar Elektrodeneinführungslöcher 73 A und 73 B sind in den zentralen Abschnitten der ummantelnden Wandung des Meßrohres 74 derart gegenüberliegend angeordnet, daß sie sowohl zu der Flußrichtung des zu messenden Fluidums 76 wie auch zu der Richtung des durch die Anregungsspulen erzeugten magnetischen Feldes senkrecht stehen. Elek troden 71 A und 71 B sind in den Elektrodeneinführungs löchern 73 A bzw. 73 B eingebettet. Da die Elektroden 71 A und 71 B die gleiche Anordnung aufweisen, wird im folgenden nur die Elektrode 71 A beschrieben.

Die Elektrode 71 A besteht aus einer zylindrischen Metallschicht 71 b, die dadurch gebildet wird, daß eine Paste als leitfähiges Material auf der inneren Oberfläche des Elektrodeneinführungsloches 73 A metallisiert (gesin tert) und ein Lötteil 71 a in die Metallschicht 71 b eingefüllt wird. Ein Ende eines Zuführungsdrahtes 72 A ist mit dem äußeren Ende der Metallschicht 71 b verbunden.

Das leitfähige Material zur Bildung der Metallschicht 71 b kann beliebig in Abhängigkeit von der Art des zu messenden Fluidums gewählt werden. Müssen beispielsweise die Elektroden 71 A und 71 B eine Korrosionsfestigkeit aufwei sen, so wird eine Metallpulverpaste bestehend aus Platin, Gold oder ähnlichem verwendet. Ist keine Korrosionsfestig keit erforderlich, so wird für elektronische Teile eine auf Mo-Mn basierende Paste, eine auf W basierende Paste, eine auf Ag-Fd basierende Paste, eine auf Ag-Pt basierende Paste, eine Ag Paste oder ähnliches verwendet. Die Metallschicht 71 b wird dadurch gebildet, daß die innere Oberfläche des Elekrodeneinführungsloches 73 A (73 B) mit einer gewünschten Paste überzogen wird, und die Paste bei einer vorbestimmten Temperatur ein vorbestimmtes Zeitin tervall lang (bei 1000°C bis 1200°C: 10 bis 30 Minuten, falls die Platinpaste verwendet wird) gesintert wird. Die Sintertemperatur des Meßrohres 74 ist etwa 1800°C im Fall von Al₂O₃.

Beispiele für das Lötmaterial 71 a sind leitfähige Materialien wie beispielsweise eine Silberlötlegierung, Lötmittel und Gold-Silizium-Eutektikum, die einen geringeren Schmelzpunkt als ihn die Paste hat, aufweisen. Ein derartig leitfähiges Material wird in seinem geschmol zenen zustand in die Metallschicht 71 b eingefüllt und darin abgekühlt und verfestigt. In diesem Fall sind die Löttemperaturen der obigen leitfähigen Materialien, d. h. einer Silberlötlegierung, eines Lötmittels und Gold- Silizium-Eutektikums 500°C bis 600°C, etwa 200°C bzw. 300°C bis 400°C.

Fig. 14 zeigt eine Modifizierung der Elektrodenstruktur. Unter Bezugnahme auf Fig. 14 sind Flanschabschnitte 73 a und 73 b an den beiden Endöffnungsabschnitten einer zylindrischen Metallschicht 71 b angeformt und überdecken die Peripherien der beiden Endöffnungsabschnitte eines Elektrodeneinführungsloches 73 A (73 B). Demzufolge wird ein Berein einer innen liegenden Elektrodenendfläche 71 d, d. h. ein Flüssigkeitskontaktbereich vergrößert, so daß die Endfläche eine zufriedenstellende Stärke gegenüber innerem Druck erhält.

Gemäß der oben beschriebenen Anordnung der Elektroden struktur wird die Paste in das Elektrodeneinführungsloch 73 A (73 B) des gesinterten Keramikmeßrohres 74 eingefüllt und metallisiert, um die zylindrische Metallschicht 71 b zu bilden, und das Lötteil 71 a wird darin eingefüllt, um die Elektrode 71 A (71 B) zu bilden. Daher können die Elektrodeneinführungslöcher 73 A und 73 B, nachdem das Meßrohr 74 gesintert ist, wie gewöhnliche Metallmateriali en der maschinellen Bearbeitung unterworfen werden, wobei eine die Abmessung betreffende Genauigkeit und Oberflä chenrauhigkeit erzielt werden kann, ähnlich der, die man erhält, wenn gewöhnliche Metallmaterialien bearbeitet werden. Demzufolge kann das Problem mit den Variationen bei Meßrohren 74 bedingt durch Massenunterschiede oder verschiedene Herstellungszeiten gelöst werden. Da das Sintern der Metallschicht 71 b nur in Abhängigkeit von der verwendeten Paste durchgeführt wird, muß zusätzlich die Sintertemperatur des Meßrohres 74 nicht in Betracht gezogen werden. Da der Grad an Auswahlfreiheit für die Art von Elektrodenmaterial vergrößert ist, können billigere Materialien verwendet werden. Ebenso kann das Sintern der Metallschicht 71 b wenn nötig, beliebig oft wiederholt werden. Daher können die Elektrodeneinführungs löcher 73 A und 73 B zuverlässig abgeschlossen werden, um ein Ausströmen des zu messenden Fluidums 76 aus dem Bereich zwischen der inneren Oberfläche 73 A (73 B) und der Metallschicht 71 b zu vermeiden. Da die Elektroden 71 A und 71 B in dem gesinterten Meßrohr 74 ausgebildet sind, ist der Grad an Kontraktion des Meßrohres 74 beim Sintern der Paste sehr gering. Da nur eine kleine Deformation aufgrund der Kontraktion der Paste auftritt, können Brüche oder Beschädigungen des Meßrohres 74 reduziert oder vermieden werden. Bei herkömmlichen Strukturen können die integral mit dem Meßrohr 74 gesinterten Elektroden 71 A und 71 B außerdem nicht ersetzt werden, selbst wenn sie aufgrund von Abreibung oder ähnlichem ersetzt werden sollten. Mit Hilfe der Elektrodenstruktur der vorliegenden Erfindung jedoch kann die Elektrode 71 A (71 B) dadurch reproduziert werden, indem die Metallschicht 71 b und das Lötteil 71 a aufgeheizt und geschmolzen werden, wobei dadurch wirksam das Meßrohr 74 benutzt wird.

Die Schnittansicht der Elektrode 71 A (71 B) ist nicht nur auf die Fig. 13 und 14 beschränkt, sondern kann, wie in den Fig. 15a bis 15d gezeigt, modifiziert werden. Diese Modifikationen sind mit denen der Fig. 12a bis 12d identisch, und es wird auf ihre detaillierte Beschrei bung verzichtet.

Wie zuvor beschrieben, wird bei der Elektrodenstruktur für einen elektromagnetischen Durchflußmesser gemäß der vorliegenden Erfindung auf die innere Oberfläche des Elektrodeneinführungsloches des gesinterten keramischen Meßrohres die Paste aufgetragen und metallisiert, um die zylindrische Metallschicht zu bilden, und das Lötteil wird darin eingefüllt und gehärtet, um dabei die Elektrode auszubilden. Auf diese Weise kann das Fixieren der Elektrode sowie das Abschließen des Elektrodeneinfüh rungsloches zuverlässig durchgeführt werden, um auf diese Weise ein Ausströmen des zu messenden Fluidums zu vermeiden und den Grad an Auswahlfreiheit für die Art von Elektrodenmaterial zu vergrößern. Eine Deformation am Elektrodenbefestigungsabschnitt des Meßrohres, die während des Metallisierens der Metallschicht entsteht, kann reduziert werden, wobei Brüche oder Beschädigungen des Meßrohres vermieden werden. Ebenso können die gewünschten, die Abmessung betreffende Genauigkeit und die Oberflächenrauhigkeit erzielt und das Produktionser gebnis bei der Herstellung des Meßrohres verbessert werden. Demzufolge kann eine hochwertige Elektrodenstruk tur bei geringen Kosten einfach hergestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Durchflußmessers, das die folgenden Schritte umfaßt:
Einsetzen und Füllen von Elektrodenteilen (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B; 71 A, 71 B) in ein Paar Einführungslöcher (13 A, 13 B; 33 A, 33 B; 43 A, 43 B; 73 A, 73 B), die von außen nach innen durch eine ummantelnde Wandung eines aus einem gesinterten Keramikmaterial hergestellten Meßrohres (14; 30; 40; 74) ragen, sich jeweils gegenüberliegend ausgebildet sind und
Heizen und Verhärten der Elektrodenteile (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B, 71 A, 71 B) zur Bildung von Elektroden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodenteile (11 A, 11 B; 32 A, 32 B, 41 A, 41 B; 71 A, 71 B) aus einer Metallpaste besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodenteile (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B; 71 A, 71 B) einen konischen inneren Endabschnitt aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodenteile (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B; 71 A, 71 B) einen scheibenartigen inneren Endabschnitt aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodenteile (32 A, 32 B) ein Stabteil (32 a, 32 c) und eine Metallschicht (32 d) umfaßt, die zwischen der inneren Oberfläche eines entsprechenden Einführungsloches (33 A, 33 B) und dem Stabteil (32 a, 32 c) ausgebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (32 b) durch Einsetzen des Stabteiles (32 a, 32 c) in das Einführungsloch (33 A, 33 B) ausgebildet ist, nachdem die Umfangsoberfläche des Stabteils (32 a, 32 c) von einer metallischen Paste überzogen wurde.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Aufsatz (35 A), der mit der Metallschicht (32 b) verbunden ist, auf dem äußeren Ende des Stabteils (32 a, 32 c) montiert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Endabschnitt des Stabteils (32 a, 32 c) einen großen Durchmesser aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz (38) in einem äußeren Öffnungsendab schnitt jedes der Einführungslöcher (33 A, 33 B) ausgebildet ist, und der Abschnitt großen Durchmes sers des Stabteils (32 a, 32 c) in den Sitz (38) mittels der Metallschicht (32 b) paßt.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Endabschnitt des Stabteils (32 a, 32 c) einen großen Durchmesser aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz (37) in einem inneren Öffnungsendab schnitt jedes der Einführungslöcher (33 A, 33 B) ausgebildet ist, und der Abschnitt großen Durchmes sers des Stabteiles (32 a, 32 c) in den Sitz (37) mittels der Metallschicht (32 b) paßt.

12. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (32 b) durch Einsetzen des Stabteils (32 a, 32 c) in das Einführungsloch (33 A, 33 B) geformt ist, nachdem auf der äußeren Umfangs fläche und der inneren Endfläche des Stabteils (32 a, 32 c) eine metallische Paste aufgetragen wurde.

13. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil (32 a, 32 c) ein zylindrisches Teil mit einem Boden und einem offenen äußeren Ende umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Endabschnitt des Einführungsloches (33 A, 33 B) konisch ausgebildet, und mit einem Metallteil gefüllt ist, nachdem das mit der Metallschicht (32 b) überzogene Stabteil (32 a, 32 c) in das Einführungsloch (33 A, 33 B) eingesetzt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt großen Durchmessers zur Positio nierung in Bezug auf das Einführungsloch (33 A, 33 B) am äußeren Ende des Stabteils (32 a, 32 c) ausgebildet ist.

16. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch (33 A, 33 B) und das entfern tere Ende des Stabteils (32 a, 32 c) konisch sind.

17. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil (32 a, 32 c) keramisches Material aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil (32 a, 32 c) ein Metallteil hat.

19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodenteile (41 A, 41 B) ein Stabteil (41 a) und eine metallische Schicht (50 A, 50 B) aufweist, die zwischen der inneren Oberfläche eines entsprechenden Einführungsloches (43 A, 43 B) und dem Stabteil (41 a) ausgebildet sind, wobei das Einführungsloch (43 A, 43 B) so ausgebildet ist, daß es ausreichend größer als der äußere Durchmesser des Elektrodenteils (41 A, 41 B) ist und daß nach dem Einsetzen des Elektrodenteils (41 A, 41 B) in das Einführungsloch (43 A, 43 B) ein Lötteil (51 A, 51 B) mit einem geringeren Schmelzpunkt als der der Metallschicht (50 A, 50 B) darin eingefüllt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ausbildung der Metallschicht auf der inneren Oberfläche des Einführungsloches (43 A, 43 B) das Elektrodenteil (41 A, 41 B) darin eingesetzt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem die Umfangsoberfläche des Stabteiles (41 a) mit Metallpaste überzogen wurde, die Metall schicht (50 A, 50 B) durch Einsetzen des Stabteils (41 a) in das Einführungsloch (43 A, 43 B) gebildet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Aufsatz (52 A, 52), der mit der Metallschicht (50 A, 50 B) verbunden ist, auf dem äußeren Ende des Stabteils (41 a) montiert ist, nachdem die Metallschicht (50 A, 50 B) in das Einführungsloch (43 A, 43 B) eingesetzt wurde.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem die Umfangsfläche und die innere Endfläche des Stabteiles (41 a) mit einer Metallpaste überzogen wurde, die Metallschicht (50 A, 50 B) durch Einsetzen des Stabteiles (41 a) in das Einführungs loch (43 A, 43 B) gebildet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallaufsatz (60 A, 60 B) auf der inneren Endfläche des Stabteils (41 a) durch die Metallpaste montiert ist.

25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch (43 A, 43 B) und das entfernte Ende des Stabteils (41 a) konisch sind.

26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Elektrodenteil (41 A, 41 B) ein Stabteil (41 a) umfaßt, daß jedes der Einführungslöcher (43 A, 43 B) so ausgebildet ist, daß es ausreichend größer als die Ausmessung des Elektrodenteiles (41 A, 41 B) ist, und daß nach dem Einsetzen des Stabteiles (41 a) in das Einführungsloch (43 A, 43 B) ein Lötelement (41 A, 41 B) mit geringem Schmelzpunkt darin eingefüllt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem äußeren Öffnungsendabschnitt des Einführungsloches (43 A, 43 B) ausgebildet ist, und daß ein Abschnitt großen Durchmessers des Stabteiles (41 a) in den Sitz mittels der Metall schicht (50 A, 50 B) paßt.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem inneren Öffnungsendabschnitt des Einführungsloches (43 A, 43 B) ausgebildet ist, und daß ein Abschnitt großen Durchmessers des Stabteils (41 a) in den Sitz mittels der Metall schicht (50 A, 50 B) paßt.

29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch (43 A, 43 B) und das entfernte Ende des Stabteils (41 a) konisch sind.

30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Elektrodenteil (71 A, 71 B) ein Metallteil (71 b) und ein Lötelement (71 a) mit einem geringeren Schmelzpunkt als der des Metallteils (71 b) umfaßt, und daß nachdem eine Schicht des Metallteils (71 b) auf der inneren Fläche jedes der Einführungslöcher (73 A, 73 B) ausgebildet ist, das Lötelement (71 a), welches den geringeren Schmelzpunkt als der der Metallschicht (71 b) hat, darin eingefüllt wird.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (71 b) aus Metallpaste besteht.

32. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (71 b) einen Flansch (73 b) an einem inneren Endbereich des Einführungsloches (73 A, 73 B) aufweist.

33. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch (73 A, 73 B) an einem seiner inneren Endabschnitte konisch ist.

34. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem inneren Öffnungsendabschnitt des Einführungsloches (73 A, 73 B) ausgebildet ist.

35. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz in einem äußeren Endabschnitt des Einführungsloches (73 A, 73 B) ausgebildet ist.

36. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsloch (73 A, 73 B) von außen nach innen konisch verläuft.

37. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Durchflußmessers, das die Schritte umfaßt:
Einsetzen und Einfüllen von Elektrodenteilen (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B; 71 A, 71 B) in ein Paar Einführungslöcher (13 A, 13 B; 33 A, 33 B; 43 A, 43 B; 73 A, 73 B), die von außen nach innen durch eine ummantelnde Wandung eines aus einem gesinterten Keramikmaterial hergestellten Meßrohres (14; 30; 40; 74) ragen und sich gegenüberliegend ausgebildet sind, und
Heizen sowie Verfestigen der Elektrodenteile (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B; 71 A, 71 B) zur Bildung von Elektroden, wobei jede der Elektroden (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41; 71 A, 71 B) wenigstens eine metallisierte Schicht (32 b; 51 A, 51 B; 71 b) hat.

38. Elektromagnetischer Durchflußmesser mit einem Meßrohr (14; 30; 40; 74), bestehend aus einem gesinterten keramischen Material, das ein Paar Einführungslöcher (13 A, 13 B; 33 A, 33 B; 43 A, 43 B; 73 A, 73 B) aufweist, die von außen nach innen durch eine ummantelnde Wandung verlaufen und sich gegenüberliegend ausgebildet sind, und mit Elektroden (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B; 71 A, 71 B), die in den Einführungslöchern (13 A, 13 B; 33 A, 33 B; 43 A, 43 B; 73 A, 73 B) angeordnet sind, wobei jede der Elektroden (11 A, 11 B; 32 A, 32 B; 41 A, 41 B; 71 A, 71 B) wenigstens eine metallisierte Schicht hat und fest ein ensprechendes Einführungsloch (13 A, 13 B; 33 A, 33 B; 43 A, 43 B; 73 A, 73 B) abschließt.