油水两相流在石油工业中广泛存在,其中含水率是一个重要检测参数。该参数的测量对于石油的开采、脱水和集输、确定原油的品质和明确原油交易时双方的利益等具有重要的意义。由于油水两相流流动体系极为复杂,致使原油含水率测量难度较大,原油含水率的实时准确测量成为油田亟待解决的问题。首先对原油含水率测量方法及国内外相关产品的研究动态进行介绍,分析了各种测量方法的基本原理、应用范围及优缺点。传统方法对含水率的测量都是建立在一定工作条件下,忽略一些客观存在的影响,而对电导率或介电常数进行单一测量。本文依据电磁波在不同含水率的油水混合介质中传播时,会使幅度衰减常数和相移常数有很大不同,结合我国原油高含水率的特点,确定采用同时测量油水混合介质的介电常数和电导率来得到含水率,它能够克服电导率对测量结果的影响。完成了系统的设计、制作及软硬件的实验调试工作。硬件上使用了MSP430低功耗型单片机,设计了超短波的发生器、放大电路以及相位差和幅度衰减的检测电路,还有温度传感器和无线通信电路。应用单片机内置的A/D采集幅度比和相位差两路输出电压信号,经过温度补偿数据处理,并根据油、水的介电常数、电导率与相位差、幅度比的关系求出原油含水率,测量结果在液晶上显示,同时可由无线接口进行远传。软件上,介绍了ADC12数据采集、数据处理、测温、液晶显示和无线通信模块的流程图及程序设计。整个系统在设计上体现了集成化、低功耗、便携式等特点,并且该智能仪表还具有无线数据通信功能。