水分检测是现代工业生产中必不可少的环节，检测水分的方法纷繁多样，而近红外法随着近20年的迅速发展以其连续在线、非接触测量、响应速度快等优势而得到广泛应用。在工业生产中应用的近红外水分仪一般基于朗伯比尔定律采用反射式结构设计，用切光盘调制光谱，在稳定性和精度上还有待提升。为拥抱中国制造2025，实现制造业高端设备的国产化甚至弯道超车，我国大量科研机构对近红外水分仪进行了研究。
　　本课题针对传统近红外水分仪在工业现场中使用出现的问题，在充分了解前人研究工作的基础上对其进行了全方位的优化设计。首先研究PbS探测器的温度特性，分析温度对近红外水分仪测量的影响。其次研究不同制冷方法的特点，结合实际提出压缩机+水冷+半导体制冷片结合的方案。设计并搭建了完整的恒低温控制系统，在探测器附近建立低温均匀恒温温度场，使近红外探测器稳定工作在较低温度，同时降低主控板及仪器其他部分制冷的温度。然后对原系统模拟信号处理电路进行了优化设计，加入移相电路，解决了信号不同步的问题。根据信号参数重新设计窄带带通滤波器，提高了系统抗干扰能力和稳定性。优化前置放大器匹配电路，提高系统的灵敏度。最后简化了程序的流程，使用DMA来进行数据传输，提高CPU的工作效率;设计了LABVIEW上位机软件，可以显示和储存实时数据。
　　在实验室的环境下使用烘干法对水分仪进行标定，然后用3％～8％含水率的烧结料对优化前后的水分仪进行了分析比较。实验表明，优化后的近红外水分仪在精度和灵敏度方面都有明显提升，而且系统运行稳定性良好，测量结果基本不受环境温度变化的影响。另外通过研究发现物料的密实度和颗粒度等物理特性对测量都有影响。