微波是一种电磁波，频率在300 MHz～3000 GHz之间。微波在不同介质中传播时呈现出不同的衰减变化规律。水对微波的吸收能力要比油对微波的吸收能力大得多，因此原油中的含水率越高，微波在油水混合物中传播时能量的衰减幅度也就越大。根据这一原理，通过对微波衰减变化规律的监测，可以计算出油水混合液中含水率的数值。与其他监测方法相比，微波法测原油含水率的优点是管外测量，测量元器件与被测介质物不直接接触，不受井筒、管线的温度、矿化度、垢蜡等其他因素的影响，得到的含水率数值更为准确。山东天工石油装备有限公司长期专注于微波监测含水率方法的研究，并形成了成熟、稳定的监测方法，监测原理如下图所示：

微波监测量原理示意图

信号发生器发出电磁信号后通过功分器分为两路，一路作为本振信号输入至解调器，另一路作为测量信号通过检测天线穿过被测量介质，采用微波反射式结构将水分子在油水混合物中产生的微波衰减量转化为可见的电流信号输出至解调器，解调器输出两路直流信号至信号放大器，信号放大器对这两路直流信号进行低通滤波放大处理，并送至微处理器进行模数转换，得到两个信号的低频相位差值，根据相位差值，大数据系统自动计算得出混合液中各介质流量的数值。

微波监测使用范围广泛，不易受外界环境因素变化的影响，测量范围广泛，从0-100%的变动范围均可准确测量，与其他计量方法相比具有显著优势。监测系统内设置智能化调控程序，当连续多次（次数可由工作人员自行设置）监测结果均保持一致时，系统会自动转入短暂“休眠”状态，调整监测频次，延长监测时间间隔，减少向后台数据中心传输频率。一方面可以降低系统综合能耗，延长供电系统使用寿命，降低使用成本；另一方面可以减少重复性数据的采集，优化数据结构，减少重复数据，降低数据的存储成本和后期管理成本。当系统监测到数据异常时，监测系统会自动调整监测频率，缩短监测取样时间，增加向后台数据中心发送次数，以便更详尽的记录数据变动趋势。当数据波动超出设定的阈值范围时，系统会自动触发报警程序，真正实现了人工智能控制，无人值守的管理目标。