在药品、食品加工、造纸、烟草、化工等领域,水分的测量和控制都是生产中一个非常重要的参数,它直接影响到产品的质量和保存期限。传统的水分测量方法如干燥法、电导法等因为使用条件的限制无法实现在线非接触式连续测量,没有得到广泛的推广应用。本文采用了近红外光谱法来测量物质中的水分含量,这种方法具有连续、非接触、大面积测量、速度快等优点,适用于工业流程中对水分的在线检测。近红外水分测量重要的分析基础是Lamber-Beer定律,本文首先对近红外光谱技术的相关测量原理及数据处理方法进行了介绍,对近红外方法测量物质水分做了方法论的研究。通过实验室已有的国外高精度光谱仪进行了物质水分测量的光谱实验,确定了水分在近红外波段的吸收峰5200cm^-1和6900cm^-1; 利用两个吸收峰附近的波长建模,水分的测量精度分别可以达到0.2%和0.3%。通过上面的方法研究,我们设计了以光栅为分光元件的近红外水分仪,它共有三层结构,包括了光源层、光栅分光层和电路系统层。光源采用了三层灯室结构,提高出射光的能量和系统的信噪比; 选用石英光纤传输光能量; 以InGaAs检测器作为光接收装置,根据所需波长的数量可进行替换降低成本。电路方面,设计了信号采集电路和数据处理及控制电路将检测器检测到的信号进行采集和处理。对仪器的性能进行测试和评价的结果表明,仪器的波长范围为1000～1700nm,测量水分的波长准确,仪器的重复性精度基本为0.5‰,稳定性基本在1‰左右。最后,使用自行研制的仪器进行面粉水分测量的实验,全谱的测量精度在0.35%以内,5波长测量精度在0.5%,基本可以满足水分测量的要求。