物体和产品为了保证品质和质量都必须具有一定的水分含量，在生活特别是工业生产中需要对物料的水分含量进行测量和监控。微波谐振腔法物料水分测量由于具有测量精度高、响应速度快、可以在线测量等优点，在近些年被广泛研究。本文通过对谐振腔微扰原理和圆柱谐振腔的电磁场分布的研究，对比其他水分测量谐振腔的优缺点，提出一种新型的物料水分测量传感器——缝隙阵分裂式圆柱谐振腔。对该谐振腔进行了研究和仿真，并对运用该谐振腔进行物料水分测量进行了软件仿真。首先，对物料水分测量谐振腔的电磁特性进行了分析，根据谐振腔的基本理论设计了谐振腔的尺寸、谐振频率、耦合方式，并通过对缝隙阵原理的研究设计了缝隙阵的尺寸和间隔；运用CST软件对谐振腔各个部分的尺寸进行了仿真，对针耦合和环耦合方式分别进行仿真对比，对谐振腔开缝的宽度、保护板的厚度、缝隙阵的影响进行了仿真，得到了性能最优的谐振腔尺寸。对优化后的谐振腔进行尺寸调整，并进行加载物的实验，证明了设计的可行性。按照仿真的结果制作了实物，经过测试符合设计要求。其次，对该谐振腔用于物料水分测量进行了研究。通过对混合物的介电常数模型的研究推导出了物料水分和介电常数的关系式，根据谐振腔微扰原理和谐振腔的电磁场分布推导出了谐振频率和被测物料介电常数的关系式。通过对不同水分含量的被测物料进行仿真，得到了谐振频率和物料介电常数的确定关系式，最后可以得到物料水分和谐振频率的确定方程，成功将该谐振腔用于物料水分的测量。本文的工作对于将谐振腔法用于物料水分测量的实际运用具有借鉴意义，设计的谐振腔可更好地用于物料水分的测量，至于测量系统的硬件组成和实际运用还待进一步研究。