生产线圈装置的方法、线圈装置、具有线圈装置的测量换能器、具有测量换能器的仪器

摘要

本发明涉及：一种生产测量换能器(100)或仪器(200)的振荡传感器(9)或振荡激励器(10)的线圈装置(1)的方法(300)、一种线圈装置、一种测量换能器、以及一种仪器，该测量换能器(100)或仪器(200)用于测量流经测量换能器或仪器的至少一个测量管(110)的介质的密度或质量流量，其中，在第一方法步骤(301)中，利用金属微粒糊将线圈装置的电连接线(7)的第一端部(7.1)包围在线圈装置的电路板的凹部(6)中，其中，在第二方法步骤(302)中，干燥金属微粒糊，其中，干燥过程引起金属微粒糊的硬化，以便保留金属微粒块。

说明书

技术领域

本发明涉及：一种生产测量换能器或仪器的振荡传感器或振荡激励器的线圈装置的方法、一种线圈装置、一种具有线圈装置的测量换能器，以及一种具有测量换能器的仪器，所述测量换能器或仪器用于测量流经测量换能器或仪器的至少一个测量管的介质的密度或质量流量。

背景技术

在现有技术中已知用作振荡传感器或振荡激励器的线圈装置，例如在DE10201512087A1中所示。在这种情况下，线圈装置的导电迹线包括用于施加电连接线的接触区域，电连接线例如借助于粘合剂或钎焊而被固定到接触区域。

然而，在现有技术中已知的固定措施例如由于振动而易于断裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产线圈装置的方法、一种线圈装置、一种测量换能器以及一种包括该测量换能器的仪器，在这种情况下，电连接线与线圈装置的固定措施不具有上述缺点。

该目的通过在独立权利要求1中限定的生产方法、通过在权利要求7中限定的线圈装置、通过在权利要求11中限定的测量换能器、以及通过在权利要求14中限定的仪器来实现。

在本发明的生产用于测量流经测量换能器或仪器的至少一个测量管的介质的密度或质量流量的测量换能器或仪器的振荡传感器或振荡激励器的线圈装置的方法的情况下，

在第一方法步骤中，利用金属微粒糊将线圈装置的电连接线的第一端部包围在线圈装置的电路板的凹部中，

其中，在第二方法步骤中，干燥金属微粒糊，其中，干燥过程引起金属微粒糊的硬化，以便保留金属微粒块。

在这种情况下，金属微粒糊填充凹部体积的例如至少30％，优选地至少60％，特别地至少80％。

合适的金属微粒糊可以例如从德国贺利氏公司(Heraeus Germany GmbH Co.KG)获得。例如，可以用名称为ASP 131-06的银糊来实施本发明。

在实施例中，通过引入第一端部并随后利用金属微粒糊至少部分地填充凹部来执行包围，或者

其中，通过将第一端部插入至少部分地填充有金属微粒糊的凹部的金属微粒糊中来执行包围。

在实施例中，干燥过程包括将金属微粒糊加热到至少150℃，特别地至少180℃，并且优选地至少210℃的干燥温度。

在实施例中，干燥过程包括保持干燥温度至少20分钟，并且特别地至少35分钟，并且优选地至少50分钟。

在实施例中，从室温至干燥温度和/或从干燥温度至室温的温度调节的持续时间为至少20分钟，特别地至少35分钟，并且优选地至少50分钟。

在实施例中，金属微粒糊的颗粒的最大尺寸小于50微米，特别地小于35微米，并且优选地小于20微米。

颗粒的最大尺寸越小，颗粒表面积与颗粒体积之比就越大，使得分离的颗粒之间的接触力变得越来越占优势，并为金属微粒糊提供足够的强度。

在至少3巴，优选至少5巴，特别是至少10巴的高压环境下执行金属微粒糊的干燥可以是有利的。

根据上述方法的一种版本生产的、本发明的用于测量流经测量换能器或仪器的至少一个测量管的介质的密度或质量流量的测量换能器或仪器的振荡传感器或振荡激励器的线圈装置包括：

电路板，其具有至少一个电路板层，其中，每个电路板层具有第一面和相反的第二面，

至少一个线圈，其适于记录或产生时变磁场，其中，线圈至少局部地借助于导电迹线实施，其中，线圈被布置在电路板层的第一面和/或第二面上，

其中，至少一个线圈具有第一线圈端部和第二线圈端部，

其中，线圈装置具有与第一线圈端部连接的至少第一接触元件和与第二线圈端部连接的至少第二接触元件，

经由该接触元件线圈装置可借助于电连接线连接到科里奥利仪器的电子测量/操作电路，

其中，电路板在边缘区域中具有至少一个凹部，凹部具有底板和边界，

其中，接触元件被布置在每个凹部的底板上，

其中，线圈装置的至少一个电连接线具有第一端部，第一端部被布置在凹部中，其中，凹部至少部分填充有固体金属微粒块，该固体金属微粒块保持第一端部并在电连接线和接触元件之间形成电连接。

在这种情况下，金属微粒糊填充凹部体积的例如至少30％，优选地至少60％，并且特别地至少80％。

在这种情况下，金属微粒墨润湿边界是有利的。

在实施例中，边界在金属微粒块的区域中至少局部地不平，例如以凹槽(fluting)或阶梯的形式，这种不平(unevenness)适于保持金属微粒块。

优选地，不平垂直于边界具有大于颗粒的最大尺寸一半的高度。以这种方式，干燥过程终止后的金属微粒块与不平接合并由此保持固定。

在实施例中，金属微粒块包括下述列表中的至少一种金属的微粒：银、金、铜、铂、钽。

在实施例中，连接线的第一端部至少局部地地弯曲或折叠。以这种方式，可以防止电连接线从金属微粒块中滑出。

本发明的用于记录流经测量换能器的至少一个测量管的介质的质量流量或密度的仪器的测量换能器包括：

至少一个测量管，其具有进口和出口，并适于在进口和出口之间输送介质；

至少一个振荡激励器，其适于激励至少一个测量管以执行振荡；

至少两个振荡传感器，其适于记录至少一个测量管的振荡的偏转；

其中，至少一个振荡激励器以及振荡传感器在每种情况下具有线圈装置——线圈装置在每种情况下具有至少一个线圈——并且在每种情况下都具有磁体设备，其中，磁体设备和线圈装置可相对于彼此移动，并且

其中，振荡激励器或振荡传感器的磁体设备和线圈装置借助于磁场相互作用，

其中，振荡传感器在每种情况下具有本发明的线圈装置。

在实施例中，测量换能器包括具有支撑体腔的支撑体，支撑体腔适于容纳至少一个测量管并将介质与周围密闭地密封开，

其中，至少一个线圈装置被布置在支撑体腔中，

其中，支撑体腔填充有非腐蚀性的保护性气体，保护性气体包括例如氮气、氦气或氩气。

在实施例中，科里奥利测量换能器包括用于电连接线的馈通的介质密闭线馈通件。

本发明的仪器包括：

本发明的测量换能器；和

电子测量/操作电路，其中，电子测量/操作电路适于操作振荡传感器和振荡激励器，并借助于电连接线与之连接，

其中，至少一个电连接借助于电缆引导件延伸到电子测量/操作电路，

其中，电子测量/操作电路进一步适于确定质量流量测量值和/或密度测量值，并且，

其中，仪器特别地具有用于容纳电子测量/操作电路的电子器件壳体。

附图说明

现在将基于附图中呈现的实施例的示例描述本发明，附图示出如下：

图1是具有测量换能器100的仪器200；

图2是本发明的线圈装置1；

图3是边界与金属微粒块之间的接触区域的细节。

图4是本发明的线圈设备在测量换能器的测量管上的布置。

图5是用于生产本发明的线圈装置的方法。

具体实施方式

图1示出了具有测量换能器100的仪器200，其中，测量换能器具有被测量换能器的支撑体120保持的两个测量管110。测量管与歧管130连通，即在进口侧与第一歧管131连通，并在出口侧与第二歧管132连通，其中，第一歧管131适于接收从管道(未示出)进入测量换能器的介质，并将介质均匀地分配到测量管中。相应地，第二歧管适于接收流出测量管的介质，并将介质输送回管道中。在这种情况下，测量换能器经由过程连接件140——尤其是法兰——插入管道中。测量换能器包括振荡激励器11，振荡激励器11适于激励测量管进行振荡。作为补充，测量换能器包括两个振荡传感器10，振荡传感器10适于记录测量管的振荡。支撑体120适于在支撑体腔121中容纳测量管，并将测量管与它们的周围气密地密封开。在这种情况下，支撑管腔优选地填充有非腐蚀性气体，诸如氮气、氦气或氩气，以便避免线圈装置的腐蚀。

本领域技术人员不限于本文讨论的测量管、振荡激励器和振荡传感器的数量。在这方面，本文示出的实施例是作为示例的。

本发明的仪器包括电子测量/操作电路210，其适于操作振荡激励器以及振荡传感器，并且计算和输出介质的质量流量和/或密度测量值。在这种情况下，电子测量/操作电路借助于电连接线7与振荡传感器以及振荡激励器连接。仪器包括电子器件壳体220，在其中布置有电子测量/操作电路。为了确定质量流量，仪器利用流经测量管的介质的科里奥利效应，其中，流动会特性地影响测量管的振荡。

图2示出了本发明的具有包括第一面3.1和第二面3.2的电路板2的线圈装置1的平面图。诸如本文所示，具有第一线圈端部4.1和第二线圈端部4.2的线圈4以导电迹线4.3的形式施加在第一面3.1上。线圈装置包括接触元件5，即第一接触元件5.1和第二接触元件5.2。在这种情况下，第一接触元件与第一线圈端部4.1连接，第二接触元件与第二线圈端部4.2连接。在这种情况下，接触元件5借助于金属微粒块覆盖，金属微粒块在每种情况下在第一端7.1处包围电连接线7。

如图2中在下侧视图SA1中所示的，电路板3可以具有多个电路板层，其中，多个电路板层可以各自具有线圈。在这种情况下，多个电路板层的线圈都经由通孔(未示出)连接，使得各种电路板层的线圈在通孔之间施加电压时产生建设性的干扰磁场。

本领域技术人员可以根据他们的需要提供线圈装置。本领域技术人员可以独立于电路板的数量来提供超过两个接触元件。

根据本发明，接触元件5布置在凹部6中，例如布置在凹部的底板6.1中。可替代地，接触元件也可以被布置在凹部的边界6.2上。

诸如上和中间侧视图SA1中所示，凹部可以通过电路板中的空腔实现，或者诸如下侧视图SA1中所示，借助于协同的电路板层组中的凹槽实现。对于不同的接触元件，形成凹部的单体组可以不同。不必将所有的接触元件都布置在同一电路板层上。代替凹槽，电路板层也可以具有比至少一个邻接的电路板层更小的尺寸，使得接触元件不被具有较小尺寸的电路板覆盖。由于金属微粒块在给定的情况下可能与氧气或其他腐蚀性介质反应，因而可能失去保持力和/或导电性，因此有利的是，支撑体腔填充有非腐蚀性介质，尤其是气体。

特别地在具有高于240℃或特别地高于300℃的高温应用的情况下，金属微粒块的劣化可能以加速的方式发生。

在这种情况下，金属微粒糊填充凹部体积的例如至少30％，优选地至少60％，并且特别地至少80％。

在这种情况下，金属微粒墨润湿边界是有利的。

图3示出了边界6.2与金属微粒块8的颗粒之间的接触区域的示意性放大细节，其中，左侧部分具有包括不平的边界，金属微粒块的颗粒接合在不平中。右侧部分显示了边界，在这种情况下，不同的电路板层会产生不平。同样在这种情况下，金属微粒块的颗粒接合在所产生的不平中。可替代地或作为补充，底板6.1也可以是不平的。

图4示意性地示出了具有两个振荡传感器10的仪器的测量管10的侧视图，参见图2，如侧视图SA2所示，振荡传感器10在每种情况下包括本发明的线圈装置1，其中，诸如图4的左侧区域中示出的振荡传感器在每种情况下借助于支架H与测量管110连接，并适于跟随其振荡移动，或者其中，振荡传感器在每种情况下借助于支架H与支撑体120机械地连接，诸如图4的右侧区域中所示。诸如本文所示，被施加在被所示测量管覆盖的第二测量管上并适于跟随其振荡移动的磁体装置9在测量操作中经由电磁场与其线圈装置相互作用。因而，在对置的测量管振荡的情况下，可借助于线圈中感应的电压记录振荡。

在线圈装置的情况下，诸如在左侧线圈装置被固定在测量管上的情况下，电连接线7可以在测量管上被引导。在将线圈装置固定在支撑体上的情况下，诸如在右侧线圈装置的情况下，电连接线可以沿着支撑体被引导经过测量管。

可替代地，测量换能器例如可以仅具有一个测量管，其中，特定传感器的磁体设备例如被固定在测量管上，并且其线圈装置被固定在支撑体上，或反之亦然。可替代地，测量换能器甚至可以具有两个以上的测量管。诸如本文所示，至少一个测量管可以在其整个长度上弯曲或甚至是笔直的。线圈装置的适用性不取决于测量管的形状。

在将线圈固定在支撑体上的情况下，每个测量管对于每个振荡传感器都包括磁体设备，磁体设备在每种情况下具有至少一个磁体。

图5示出了用于生产本发明的线圈装置1的方法300的方法步骤，其中，在第一方法步骤301中，电连接线的第一端部在凹部中被金属微粒糊包围。这可以通过以下方式实现：将第一端部定位在凹部中，并且随后利用金属微粒糊至少部分地填充凹部；或者通过利用金属微粒糊至少部分地填充凹部，并且随后将电连接线的第一端部引入凹部中的金属微粒糊中。在第二方法步骤302中，将金属微粒糊干燥，其中，干燥过程引起金属微粒糊硬化，以便保留金属微粒块。优选地，金属微粒糊的颗粒的最大尺寸小于50微米，特别地小于35微米，并且优选地小于25微米，因为这时，颗粒相对于彼此以及相对于边界的不平之间的粘合结合确保了金属微粒块在边界中的固定固位。

干燥过程包括将金属微粒糊加热到至少150℃，特别地至少180℃，并且优选地至少210℃的干燥温度，以便确保金属微粒糊的适当硬化。此外，干燥过程可以包括将干燥温度保持至少20分钟，特别地至少35分钟，并且优选地至少50分钟，以便获得金属微粒糊的适当硬化。

为了确保均匀硬化，从室温到干燥温度和/或从干燥温度到室温的温度变化可以包括至少20分钟，特别地至少35分钟，并且优选地至少50分钟的持续时间。

干燥和硬化还可以包括在相邻颗粒之间进行烧结。

在至少3巴，优选地至少5巴，并且特别地至少10巴的高压环境中执行金属微粒糊的干燥，以便支持金属微粒糊的单独颗粒之间的烧结可以是有利的。

附图标记列表：

1 线圈装置

2 电路板

3 电路板层

3.1 第一面

3.2 第二面

4 线圈

4.1 第一线圈端部

4.2 第二线圈端部

4.3 导电迹线

5 接触元件

5.1 第一接触元件

5.2 第二接触元件

6 凹部

6.1 底板

6.2 边界

6.21 不平

6.22 凹槽

7 电连接线

7.1 电连接线的第一端部

8 金属微粒块

9 磁体设备

10 振荡传感器

11 振荡激励器

100 测量换能器

110 测量管

111 进口

112 出口

120 支撑体

121 支撑体腔

122 介质密闭馈通件

200 仪器

210 电子测量/操作电路

220 电子器件壳体

300 生产方法

301 第一方法步骤

302 第二方法步骤

H 支架