于 洋，孙 香

(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁 沈阳 110870)

0 引言

原油含水率在油田开采及提炼加工过程中是一个至关重要的性能指标[1]。因此对原油含水率实时准确的测量有着非常重要的实际应用价值和意义。所以研究测量范围宽、精度高的油品含水率检测仪表具有重要的现实意义。

由于微波的穿透能力很强，它所检测的不仅仅是物质表层的水分，还可检测物质内部的水分含量，而且具有测量时间短、效率高等显著优点[2]。因此，采用微波透射法对原油含水率进行测量，为达到自动定标的功能，在实验中，将整个系统分为参考通道和测量通道，定量纯油时含水率为0，通过单片机来调节两通道的平衡和实现自动定标功能，可实现宽范围、高精度的原油含水率的测量。

1 微波透射法测量基本原理

1.1 复合介电常数

微波是一种特殊频率波段的电磁波，微波的传输依靠的是交变电场和交变磁场的相互感应而传播的[3]。微波通过电介质时，电介质被极化，造成微波能量的衰减，故可以测量微波通过待测物质前后的衰减变化值来间接测量物质的一些特性。

水具有很强的极化特性[4]，水分子在外电场的作用下，会被极化成偶极子，并沿电场方向取向，外电场改变，则偶极子重新排列，并吸收电能以克服内力，此时电场能量被消耗。微波是频率极高的电磁波，在微波作用下，水偶极子频繁换向则会消耗大量的电能[5]。含水物质这种极化损耗的特性，可以通过其复合介电常数来表征，所以测得含水混合物的复合介电常数，便能间接测得该物质中含水量的多少。……