電磁流量計的勵磁系統(tǒng)是由勵磁線圈、導磁鐵芯和磁軛等部分組成。電磁流量計的磁場特性不僅和勵磁電流大小變化有關(guān)，還深受勵磁線圈的形狀、尺寸大小、匝數(shù)等因素影響。電磁流量計工作磁場的穩(wěn)定性和均勻性是設(shè)計分析勵磁系統(tǒng)z關(guān)鍵的因素。不同的勵磁線圈形狀對電磁流量計工作磁場的影響也各具特點。

　　1、典型勵磁線圈

　　工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的勵磁線圈的形狀主要有圓形線圈、菱形線圈、矩形線圈、馬鞍形線圈等。典型的線圈結(jié)構(gòu)仍存在一些不足，如亥姆霍茲線圈中部的工作磁場均勻度較好，而邊緣處磁場卻減弱;菱形勵磁線圈和矩形勵磁線圈產(chǎn)生的工作磁場在電極附近的分布均勻度較差;馬鞍形勵磁線圈的磁場均勻度，但輸出感應(yīng)電動勢大小比亥姆霍茲線圈低。

　　2、E形框架亥姆霍茲線圈

　　由于勵磁線圈的軸向長度有限，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，線圈產(chǎn)生的磁場是一系列圓形的閉環(huán)。在線圈彎曲的磁場的邊緣處形成非均勻分布的磁場。即電磁場的分布在測量管方向具有邊緣效應(yīng)。Shereliff J A的數(shù)學模型中提到當勵磁線圈的軸向長度接近測量管半徑的3倍時，有限磁場的靈敏度接近1。雖然分析了電磁流量計靈敏度與磁場軸向長度之間的關(guān)系，但勵磁線圈沿電極方向的長度仍未分析。

　　E形框架亥姆霍茲線圈是一種在傳統(tǒng)的亥姆霍茲線圈中加入導磁材料制成的E形框架來模擬磁場的分布的改進勵磁結(jié)構(gòu)。常用的勵磁裝置亥姆霍茲線圈具有2個平行排列的線圈，并且測量管中的磁流場是2個線圈產(chǎn)生的磁場的疊加。為了減少在線圈邊緣漏磁通的影響，Yang HY等人提出了一種由導磁材料構(gòu)成的E形勵磁框架。

　　線圈纏繞在E形框架的中心，整個勵磁裝置由2個彼此相對放置的E形框架組成。線圈形狀是矩形的，由于E形框架具有高導磁率，磁力線可以集中在E形框架的中心區(qū)域，以提高穿過測量管的磁場的強度和均勻性，并且可以減小激勵裝置的尺寸。其中，E形框架亥姆霍茲線圈沿著測量管的軸向長度是48mm，即測量管半徑的3倍。此種結(jié)構(gòu)具有漏磁小、磁場分布均勻等優(yōu)點?？蓪⒋磐考性跍y量管周圍的區(qū)域以確保有足夠的磁場強度來檢測流量流速信號。

　　3、雙層勵磁線圈

　　明渠是一種具有自由表面液體流動的渠道。明渠水流也稱為重力流和無壓流，其靠重力作用產(chǎn)生，表面相對壓力為零且具有自由表面，因此，明渠水流流經(jīng)渠道的截面是時刻變化的。明渠電磁流量計的主要設(shè)計問題是通過專門設(shè)計的勵磁線圈來保證測量區(qū)內(nèi)磁場的均勻分布。線圈的設(shè)計還需應(yīng)對干擾電場的邊界效應(yīng)，達到此需求的方法是在軸向上增加線圈的長度，但這又增加了線圈的制造成本。雙層勵磁線圈結(jié)構(gòu)為解決明渠電磁流量計的磁場分布問題奠定了基礎(chǔ)。