含水量是影响物质本身各项品质的重要指标,对于物质含水量的测量在各行各业有着广泛的需求,因此水分仪的开发与研制广受关注。其中,采用近红外原理测量水分的方法具备在线连续测量、非接触测量、检测速度快等优点,在各个生产领域得到了广泛应用。本文基于近红外光谱吸收原理研制了便携式近红外水分仪。本文首先设计了堆叠LED-铟镓砷光电二极管结构的探测器结构。针对该探测器结构提出了快速傅里叶变换-卡尔曼滤波的信号检测算法。其次设计了便携式近红外水分仪的硬件及软件系统。最后实验测试了便携式近红外水分仪的性能。本文所研制的便携式近红外水分仪克服了传统近红外水分仪体型较大的缺点,具有方便携带、脱机使用的优点。本文的研究内容如下:（1）本文研究了近红外水分仪测量物质水分含量的相关理论,改进了传统的光电探测器结构。首先按照特定波长选定了LED光源,其次根据LED光源波长特性及检测频率选定了铟镓砷光电二极管作为光电检测传感器,最后设计了堆叠LED-In Ga As光电二极管的探测器结构。与常规近红外水分仪的卤素灯-分光盘结构相比,该探测器光路结构体积大幅度缩减。（2）本文提出了快速傅里叶变换-卡尔曼滤波的信号检测算法,以抵消环境光等因素的影响。针对光电检测传感器采样的光电信号,首先利用快速傅里叶变换（FFT）提取该信号特定频率的幅值作为有效数据。然后采用卡尔曼滤波方式对该有效数据实时滤波处理,以去除噪声影响,实现水分含量的稳定测量。（3）本文设计了便携式近红外水分仪的硬件系统,包括充放电子系统电路模块、LED恒流源电路模块、信号采集电路模块和以STM32F103C8T6为核心的控制系统电路模块。在硬件电路及光路结构基础上,采用3D打印机设计了便携式近红外水分仪的外壳。在硬件基础上,本文设计了便携式水分仪的软件系统,包括测量模块软件、标定模块软件、通讯模块软件和人机交互模块软件。（4）本文实验测试了便携式近红外水分仪的性能。首先对近红外水分仪进行了标定。然后使用该便携式水分仪进行物质水分检测试验,对比标准烘干法,对于水分含量在0.3%～10%的沙子,测量绝对误差为±0.3%。