汽轮机内的湿蒸汽两相流严重影响机组的安全经济运行，准确测量蒸汽湿度，有助于确定整个机组的工作效率，了解湿蒸汽级的工作状态，指导汽轮机的安全经济运行；同时，为湿蒸汽级叶片优化、除湿装置和叶片防护的设计提供参考。微波谐振腔测量蒸汽湿度时，不需抽取蒸汽试样，可连续测量，精度高，具有较大的发展前景。本文基于微波谐振腔介质微扰技术，对谐振腔测量汽轮机排汽湿度的一些关键问题进行了分析研究。采用Lichtenecker对数混合电介质公式，建立了含盐湿蒸汽等效复介电常数模型，得到了湿蒸汽的复介电常数随温度(压力)、频率、湿度和电导率的变化规律。根据微波谐振腔微扰理论，建立了工作在TE011模式的圆柱形谐振腔用于测量蒸汽湿度的关系式。蒸汽湿度的测量结果与构成湿蒸汽汽液两相的介电参数、热力学特性、谐振腔的品质因数和谐振腔的相对频偏变化有关。应用HFSS电磁场仿真软件设计了用于测量流动湿蒸汽湿度的低频环耦合谐振腔和高频孔耦合谐振腔，通过仿真优化，确定了谐振腔耦合环和耦合孔的结构大小和尺寸。应用计算流体力学软件Fluent模拟分析了谐振腔在整个测量过程中，不同的测量条件下，谐振腔有效部分温度的变化情况，分析了热膨胀对谐振频率和湿度测量的影响，并在后续数据处理过程中，采用数据拟合的方法，将腔体温度变化引起的谐振频率变化剔除，从而减少对湿度测量结果的影响。同时，设计了可用于现场试验的低频谐振腔和实际测量安装方案，并进行了现场的安装，为后续试验的进行做了准备工作。