现代工业的高速发展使原油消耗日益的增加,而原油含水率在原油开采及提炼加工过程中是一决定性的参考参数,因此原油含水率的准确测量有着非常重要的实际应用价值和意义。本文认真地研究了国内外各种原油含水率测量技术,对比了各种方法的优点和缺点,最终采用了非接触式的微波透射法。并基于微波透射法原理设计了一种新型原油含水率测量系统。该系统主要由测量通道和参考通道两部分电路组成,主要元器件包括微波信号源、环行器、PIN调制开关、数控衰减器、精密可调衰减器、低噪声功率放大器、波导检波器、传感器等构成。在硬件系统设计过程中,应用HFSS仿真软件仿真设计了一个方向性、增益各参数均满足系统要求的小口径喇叭天线。小口径喇叭天线传感器的设计,可以在试验容器直径较小的情况下进行实验测量,并且抑制了天线的边缘效应,提高了测量范围,满足了测量的需要。同时利用ADS仿真软件对低噪声功率放大器进行了仿真设计,给出了一种设计微波段低噪放大器的方法。该系统因为设有参考通道,可以有效地克服信号源幅值稳定性及空间干扰对测量精度的影响。在参考通道中使用了数控衰减器,单片机通过自动调节数字衰减器,实现了系统的自动定标功能。测量信号分时的进入测量通道和参考通道,在提高测量精度的同时,降低了对信号源功率的要求。最终在实验室条件下,采用油水混合物模拟原油,利用自行设计的微波透射法测量系统,进行了油水混合物含水率的测量实验,实验结果表明在含水率在10%60%之间时该系统具有较高的测量精度。该系统对微波透射法在其他方面的应用有好的指导和借鉴意义。