在石油生产和化工行业中,石油含水量的测量对产量计算和质量控制具有重要意义。传统的测量是基于取样的蒸馏方法,受技术条件的限制,这种方法需要人工现场采样,实时性差,采样误差大,无法保证测量精度。目前,有一些自动化测量方法,如电容法、微波法、低能γ-射线法等,其缺点是,采用这些方法的仪表大都受石油其它组分影响较大,且结构复杂、维修工作量大、成本高,或有射线污染等,尤其是各种测量探头在液流中易形成结蜡、结垢、腐蚀等,使测量精度不稳定。因此,研制一种结构简单、受干扰小、测量精度高的石油含水量测量系统,对提高产品质量和生产效率是十分必要的。本文分别利用量子力学的观点和经典力学的观点分析了核磁共振的基本理论,提出利用核磁共振的方法来测量石油含水量。核磁共振设备一般比较庞大,并且对环境要求比较苛刻。为此,本文主要是研究设计一种体积比较小,结构简单、使用方便的核磁共振装置,以便于测量石油的含水量。本文对核磁共振设备进行了深入的分析,研究了小型核磁共振装置的关键技术。该装置主要包括均匀强磁场机构、射频振荡器、共振吸收探头及信号接收处理等几部分,其中均匀强磁场是核磁共振的基本条件,也是关键所在,磁场强度的均匀度直接影响整个测量系统的精度和灵敏度。文中对比了几种产生均匀磁场的方法,最后详细地介绍了利用永磁磁铁产生均匀磁场的方法,并对几种基于永磁磁铁的机构所产生的磁感应强度分布进行了分析。设计了一个简单的机械装置用于调整两矩形磁极的相对位置,从而调节两磁极中间气隙的磁感应强度,找到磁场均匀度较好的位置。同时,用通电线圈对磁场强度进行补偿,得到了均匀度更好的磁感应强度。设计了与均匀磁场相配的边限振荡器及吸收探头。最后,文中给出了磁场均匀度的实验结果及系统相关部分的实验与性能分析。