钢铁工业是经济发展的一个重要标志，作为全球第二大经济体，中国对铁矿石的需求量不断增加，进口量急剧加大，但因目前港口对进口铁矿石的水分检测还存在很多不足，质量纠纷问题时而发生，给钢铁企业造成严重的损失。因此，根据港口检验检疫部门提出的在线水分检测的迫切需求，探讨并开发一种在线铁矿石水分含量检测仪器越显有必要。本文首先阐述各种水分检测方法及其技术应用现状，重点分析目前港口普遍采用的烘干称重法存在的缺陷，传统方法因取样点滞后，无法真实反映铁精矿在卸货和通过皮带长距离运输流失的明水，致使水分检测结果出现较大偏差，为此，提出利用微波透射法进行在线水分检测的构想。其次，分析了微波水分检测的应用技术，设计了固液两相混合物介电常数的测定实验，验证了微波透射法检测铁精矿水分含量的可行性，获得了微波检测铁精矿水分的数学模型。通过进一步的理论分析，提出了在线微波水分检测的主要性能指标，设计了港口铁精矿在线微波水分检测系统总体方案，主要包括信号收发系统和信号处理系统两大模块。依据港口的实际作业环境和特殊要求，研制了一款铁精矿微波水分检测专用传感器，其性能指标VSWR（驻波比）为1.053、增益为16.85dB。设计了信号处理系统的硬件电路，并完成制作和测试；编写与硬件对应的嵌入式程序，完成了软硬件联调。最后，依据理论分析搭建了一套港口铁精矿在线微波水分检测试验系统，运用矢量网络分析仪和信号处理装置，进行了传输皮带对微波相移影响试验、矿粉厚度对微波相移影响试验、铁精矿微波在线水分检测系统联调试验等。测试与实验研究表明：港口现场应用的传输皮带对微波信号的影响表现为S21（正向传输系数）的变化量为-8.465dB；铁精矿在传输皮带的最佳测量厚度为19mm～21mm；忽略传输皮带和铁精矿粉厚度的影响，将得到水分含量的数据与直接烘干称重进行对比，平均误差为0.145%，小于设计时0.2%的精度要求。通过理论分析和实验测试，表明本文提出的港口铁精矿在线微波水分检测系统能满足检测精度要求，方案是可行的，通过进一步改进和现场实测试验，有望直接应用于港口作业，对提高我国进口铁精矿的质量和检测水平具有指导意义。