在很多生产领域中,物质的水分含量是生产过程中的重要参数。因而准确、快速地测量出物质中的水分含量具有重要的意义。在水分检测方法中,近红外检测法具有非接触、可连续、测量速度快等特点,在很多领域得到了广泛的应用。传统的近红外水分仪存在可动部件,机械的转动会影响仪器的测量精度和稳定性,仪器的功耗和体积也比较大。本文针对传统的近红外水分测量仪的不足之处,提出了一种无可动部件的新型近红外水分检测方案。采用近红外LED光源代替传统的大功率光源;采用电调制代替机械调制;采用锁相放大技术将淹没在强噪声背景下的有用信号提取出来。本文的主要工作内容如下:(1)研究近红外水分检测的理论,其中包括近红外光谱分析的理论、漫反射定量分析理论和三波长测量法的原理。研究并应用锁相放大技术,对微弱信号进行检测;(2)设计近红外水分仪的光学系统,应用LightTools软件对光学系统进行模拟仿真,通过对比分析选取了最佳的光学系统设计方案;(3)设计并制作水分仪的硬件电路,其中包括电源电路、光源驱动电路、信号检测电路和数字电路等;(4)采用C语言编写近红外水分仪的单片机程序,在LabVIEW开发环境下完成近红外水分仪的上位机设计;(5)在实验室条件下,应用设计制作的近红外水分仪,以烧结混合料为水分检测对象,进行了最佳测量距离实验、水分仪标定实验、重复性实验和稳定性实验。实验表明,仪器的最佳测量距离为0～150mm,测量含水量为3%～8%的烧结混合料时,仪器的稳定性实验中的最大绝对变化量在0.31%水分含量以内,仪器的重复性实验中的相对标准偏差为2.14%,仪器的测量误差小于0.34%水分绝对含量。