近红外光谱分析法(Near Infrared Spectroscopy, NIRS)因其分析测试操作简单快速,无损伤采样等特点,在农业、医药业、食品安全检测、化工等领域得到了广泛应用,仪器的小型化及智能化也受到了越来越多的关注。本文首先介绍了近红外光谱仪器的发展概况及其基本的仪器原理与结构框架,针对目前光栅扫描型近红外光谱仪器普遍存在杂散光较大和扫描速度较慢的问题,提出了一种基于Cary理论和Czerny-Turner光路结构并采用谐波电机直接驱动光栅的小型快速近红外分光光度计的设计方法,并对其进行了光学软件仿真,设计了相关电路,最后对样机做了初步的性能测试。本文的工作主要包括以下几个方面:本文将Cary理论运用到近红外分光光度计的光路设计中来,减小了光学系统中多次反射及衍射产生的杂散光,并使用光学软件Tracepro对本设计的近红外分光光学系统进行了仿真和分析,仿真结果表明在改进之后的结构中系统杂散光得到了明显的抑制;本文改进了传统的电机传动正弦丝杆再驱动光栅的波长扫描结构,采用谐波电机直接驱动光栅转动的方式,提高了光谱测量速度,减小了仪器的体积,研究建立了电机转角与扫描波长的关系,分析测量了波长的准确性和重复性;另外,为了确保仪器的性能稳定性,电路设计方面采取了模拟闭环与数字闭环相结合的设计,保证了光源和电源的稳定性,为仪器吸光度的准确性和重复性提供了保障;最后,在近红外光波段对样机的性能进行了测试,并根据近红外分析技术原理以及近红外吸收理论,选用葡萄糖水溶液作为样品,进行了简单的定性分析实验。