Este artículo estudia el enfoque de diseño óptimo para un sistema portátil de resonancia magnética nuclear (RMN) para su uso en aplicaciones de medición de flujo no destructivas. Los procedimientos de diseño mecánico y electromagnético se llevaron a cabo utilizando la herramienta de análisis de elementos finitos (FEA) Ansys Maxwell. El procedimiento propuesto consideró las restricciones de homogeneidad y resistencia mientras aseguraba la funcionalidad deseada del dispositivo previsto para una aplicación dada. Se propuso un algoritmo de optimización de enjambre de partículas modificado (MPSO) como un marco de diseño de referencia para las etapas de optimización. La herramienta de RMN diseñada de manera óptima fue prototipada y su funcionalidad fue validada a través de varios estudios de caso. Para evaluar la funcionalidad del dispositivo prototipado, se capturó la frecuencia de Larmor para el átomo de hidrógeno y se comparó con los resultados teóricos. Además, la funcionalidad y precisión de la herramienta de RMN prototipada se comparan con la herramienta de RMN comercial. Los resultados demostraron la viabilidad y precisión de la herramienta de RMN prototipada, restringida por factores como ser ligera y compacta.