一种用于高压流量计的电极杆及其制作方法和电极组件

技术领域

本发明属于流量计技术领域，特别涉及一种用于高压流量计的电极杆及其制作方法和电极组件。

背景技术

流量计是用于测量管道或者明渠中流体流量的一种仪表。为了测量流体流量，电磁流量计使用电磁感应原理(法拉第电磁感应定律)，导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量。常用的电磁流量计主要是由磁路系统、测量导管、电极、外壳、村里以及转换器等部分组成。其中，电极的作用是引出和被测量成正比的感应电势信号，一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。

电极可以大致划分为电极头和电极杆，电极头要保证与流过测量导管的介质相接触，电极杆则可以完全插入到测量导管内表面的衬里中，与介质隔绝。如图1所示，公开了一种传统的电磁流量计电极杆结构，由电极杆外壳3(不锈钢管)与柯伐管脚1组成，柯伐管脚1套在电极杆外壳3内，并使用烧结玻璃2填充，通过高温烧结工艺烧结为一体。

还有，如图2所示，在进行装配时，柯伐管脚1的一端焊接到电极头7，另一端焊接到导线6，并使用陶瓷套管4对导线6进行保护，同时，使用电极杆加长套管5与电极杆外壳3焊接成为一体。然后，把以上的整体电极杆结构装配到电磁流量计上。

如图3所示，将电极杆和电极头组成的电极组件插入到衬里外套A和衬里内套B组成的(套管结构)测量导管中，电极的电极杆是安装在衬里组件内与介质隔绝，电极头的表面从衬里露出并接触介质；由于流入测量导管中的介质流体C在高压下有时会渗入衬里内套B，形成渗入流体D，使得电极头7和电极杆外壳3通过渗入流体D的液体进行导通，因此，电极头7与电极组件之间的绝缘强度会有不良，大大影响流量计的测量作业以及测量精度。电极组件一般成对设置于衬里中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高压流量计的电极杆及其制作方法和电极组件，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用入下技术方案：

一种用于高压流量计的电极杆，包括：

陶瓷壳体，为具有内孔的套管状结构；

柯伐管脚，一端穿入上述陶瓷壳体的上述内孔；

金属壳体，与上述陶瓷壳体的套管进行连接；

烧结玻璃，设置在上述陶瓷壳体的上述内孔内，和上述陶瓷壳体与上述金属壳体连接的接缝处。

本发明进一步的改进在于：上述陶瓷壳体和金属壳体的表面上形成有一层玻璃釉层。

本发明进一步的改进在于：上述陶瓷壳体上，与上述金属壳体进行连接的一端，设置为台阶状结构。

本发明进一步的改进在于：上述玻璃釉层，是通过对上述陶瓷壳体和上述金属壳体进行烧结而形成。

本发明进一步的改进在于：上述陶瓷壳体、上述金属壳体、以及上述烧结玻璃由膨胀系数相近的材料构成。

用于高压流量计的电极杆的制作方法，其特征在于，包括：

步骤一，将柯伐管脚的一端套上陶瓷壳体，并填入烧结玻璃，烧结成为一体；

步骤二，将上述陶瓷壳体和金属壳体连接并在连接接缝处填入上述烧结玻璃，烧结成为陶瓷电极杆。

本发明进一步的改进在于：还包括：

步骤三，将上述陶瓷电极杆的表面进行烧结，形成玻璃釉层。

一种用于高压流量计的电极组件，其特征在于，包括：

用于高压流量计的电极杆；

电极头，与在上述陶瓷壳体一端的上述柯伐管脚进行连接；

导线，与在上述金属壳体一端的上述柯伐管脚进行连接；

陶瓷套管，套装在与上述导线连接一端的上述柯伐管脚上，至少覆盖上述导线和上述柯伐管脚的连接处，以及：

电极杆加长套管，与上述金属壳体进行连接。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

根据本发明的电极杆结构，流量计的测量导管中的介质流体即便渗入到电极杆，并与陶瓷壳体进行接触，在使用时依然不会影响陶瓷壳体与电极头之间的绝缘强度。

同时，由于使用的柯伐壳体和陶瓷壳体，与烧结玻璃以及柯伐管脚的膨胀系数相近似，在对整体进行烧结后，柯伐壳体、陶瓷壳体、烧结玻璃以及柯伐管脚彼此的膨胀幅度基本相同，所以，相互之间产生的内应力很小，电极杆的密封性效果更好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中的用于流量计的电极杆的结构示意图。

图2为现有技术中的用于流量计的电极组件的结构示意图。

图3为现有技术中的高压流量计电极组件的安装示意图。

图4为本发明的用于高压流量计的电极杆的结构示意图。

图5为本发明的用于高压流量计的电极组件的结构示意图。

图中：1，柯伐管脚；2，烧结玻璃；3，电极杆外壳；4，陶瓷套管；5，电极杆加长套管；6，导线；7，电极头；8，陶瓷壳体；9，金属壳体；10，玻璃釉层；11，测量导管；A，衬里外套；B，衬里内套；C，介质流体；D，渗入流体。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

高压流量计是通过使用电磁感应原理，在电极中产生的测量电压，与在测量导管11的横截面上平均的介质流体的体积流量成正比，因而与体积流速成正比。如果已知介质流体的密度，就可以确定测量导管11中的介质流体的质量流量。通常，高压流量计是由磁路系统、测量导管11、电极、外壳、村里以及转换器等部分组成。

磁路系统可以是通过彼此相对设置的两个线圈，或者通过两个电磁铁，生成交变的磁场，该磁场的磁力方向是垂直于介质流体的流动方向。

还有，测量导管11可以由导电材料(例如：不锈钢)制成，或者是由电绝缘材料制成。如果测量导管是由导电材料制成的话，其接触的介质流体部分必须要覆盖上电绝缘衬里。依赖于温度和介质流体，衬里可以由热塑性塑料、热固定塑料或者弹性体塑料等制成。

还有，电极一般认为是由电极头和电极杆组成，电极头至少是有一部分要接触到介质流体，电极杆安装在测量导管内壁上的衬里组件内。电极在设计和布置时，要尽可能容易地安装在测量导管中，并且避免在测量操作中发生泄漏的问题，还应该保证测量检测信号的精度。所以，在流量计中，电极是非常重要的组成部分。

下面，结合附图，对本发明的电极杆以及电极组件的结构进行详细说明。图4是本发明的电极杆的结构示意图，图5是本发明的电极组件的结构示意图。

如图4所示，本发明的用于高压流量计的电极杆具备：柯伐管脚1、烧结玻璃2、陶瓷壳体8、金属壳体9，以及玻璃釉层10。

如图4所示，柯伐管脚1是形成为平直线体的形状，由柯伐合金4J29构成，柯伐管脚1在图4中的右侧部分是套装在陶瓷壳体8的内孔中。陶瓷壳体8是具有内孔的套管状结构，选用95氧化铝瓷材料制成，其内孔具有一定的空间，可以容纳柯伐管脚1并填充烧结玻璃。

还有，陶瓷壳体8在图4中的左端的套管外圆设置成台阶状，最左端的套管外圆的内孔直径最小，这种设置是用于与金属壳体9进行装配。金属壳体9是由柯伐合金4J29构成，与陶瓷壳体8相同形成为套管状，图4中，金属壳体9的最右端是与陶瓷壳体8的左端的台阶状连接处进行装配连接，金属壳体9的左端圆柱直径和电极杆加长套管保持一致，以利于后续的焊接连接。

还有，在陶瓷壳体8、以及陶瓷壳体8与金属壳体9连接的接缝处填入烧结玻璃2，并进行整体烧结，形成陶瓷电极杆，然后，在陶瓷电极杆的表面进行玻璃釉的烧结，形成玻璃釉层10。

这里，柯伐管脚1、陶瓷壳体8以及金属壳体9的构成材料可以不限于上述实施方式的选用材料，只要能够保证材料的膨胀系数与烧结玻璃2的膨胀系数相近就可以，这样，在完成烧结作业后，柯伐管脚1、陶瓷壳体8、金属壳体9以及烧结玻璃2产生的膨胀幅度基本相同，彼此之间发生的内应力很小，对于电极杆的密封性有大大地提高。

接下来，结合图5，对本发明的电极杆的制作方法以及电极组件的构成进行详细说明。

图5中，柯伐管脚1的右端套上陶瓷壳体8，并填入烧结玻璃2，在链式炉中烧结成为一体，然后，将陶瓷壳体8的左端的台阶端和金属壳体9连接，并在连接接缝处填入烧结玻璃2，再次进行烧结，形成陶瓷电极杆，最后，对陶瓷电极杆的表面再次进行烧结，形成玻璃釉层10。上述是本发明的电极杆的制作方法，在制成电极杆之后，如图5所示，柯伐管脚1的右端与电极头7进行连接，柯伐管脚1的左端与导线6进行焊接连接。

还有，在金属壳体9内孔与柯伐管脚1之间，套入陶瓷套管4，陶瓷套管4的右端与陶瓷壳体8的最左端接触，陶瓷套管4的左端至少是要覆盖柯伐管脚1与导线6焊接处，沿着导线6的方向延伸设置，这样，可以对导线6以及焊接点起到保护作用。另外，在陶瓷套管4的外圆套入设置电极杆加长套管5，电极杆加长套管5的最右端与金属壳体9的最左端进行激光焊接连接，电极杆加长套管5是沿着柯伐管脚1的方向进行延伸设置的。

这里，关于陶瓷壳体8、金属壳体9以及电极杆加长套管5之间的连接方式，不仅限于焊接方式，还可以是螺丝固定、铰接固定或者粘结固定等所有能够进行物体间连接的连接方式。

上述是电极组件的装配，在完成电极组件的装配后，将该电极组件整体插入高压流量计预安装电极座和衬里后形成的测量导管中，并使柯伐管脚1的右端插入电极头7中。电极组件可以容易地安装在具有较大内径的测量导管中，电极杆在电极组件的纵向上顺次设置截头圆锥形密封唇来固定电极组件，并将测量导管内部空间相对于外部实现密封。

还有，测量导管的衬里一般是装配的结构件，材料有聚四氟、橡胶等。电极组件的电极头穿过测量导管和衬里，当测量导管内有介质流体时，电极头与介质流体接触导电。另一方面，电极杆伸向测量导管的外侧，通过连接的导线与电磁流量计的表头相连，进行测量流量的处理。

还有，该电极组件装入高压流量计后，即使介质流体能同时接触到电极头和陶瓷电极杆，也因为陶瓷材质本身的绝缘强度非常好，可以实现电极头与陶瓷电极杆的良好绝缘。确保高压流量计的测量作业以及测量精度。另外，还可以通过限位结构将电极组件限制在测量导管以及衬里中，防止电极组件在测量导管的内孔径向方向上移动。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。