汽轮机在发电厂中的作用是至关重要的,工作在蒸汽湿度状态下的汽轮机的工作效率和安全性能会因为蒸汽湿度的大小受到严重的影响。所以,在实际环境中高精度并且实时地测量汽轮机中的蒸汽湿度,有利于降低经济损失并且提高工作效率。本文分析了谐振腔测量蒸汽湿度的工作原理,讨论了蒸汽湿度测量的准确度与谐振腔谐振频率的关系,针对蒸汽湿度测量系统谐振频率的检测方法进行研究与实现。本文主要以谐振腔S参数的幅度特性和相位特性两方面为理论基础,研究谐振频率的检测方法,并实现了基于幅度特性检测谐振频率的测量系统,提出了基于相位特性的谐振频率检测方案。本文在理论上推导了谐振频率与蒸汽湿度的数学关系;利用HFSS(High Frequency Structure Simulator)软件建立圆柱谐振腔的三维模型进行电磁仿真,得到S参数的相位特性和幅度特性,为谐振频率检测方法的研究提供了理论基础;为了提高测量精度,采用双通道测量方法,以STM32单片机作为控制系统,结合微波电路和FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片完成了硬件电路搭建和软件设计;利用FPGA进行等精度测频,实现了谐振频率测量系统,并在实验室环境下进行测量,结果表明系统的测量误差在10Hz以下。随后在谐振腔S参数相位特性的理论基础上,推导了相位差与谐振频率的关系;为了消除噪声对谐振腔反射信号的干扰,采用二重相关算法提取信号的相位信息,并利用MATLAB进行二重相关算法的仿真实验,验证了基于相位特性检测谐振频率的可行性,并构建了基于相位特性的谐振频率检测方案。