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红外在线水分测定仪把多个波长的近红外线光束聚集到被测物表面上，其表面反射的近红外线的光束被一个近红外光学探测系统接收和处理。这种红外光学探测系统能快速处理数据。一个内嵌式的超性能微型数字信号处理芯片用来处理、储藏和显示所需要的数据。其程度和稳定性非常出众。
在线红外水分测定仪利用的现象是：许多的物质在特定波长下吸收红外能量，而不吸收在其它波长下的红外能量。当测量受测物质的水含量时，最少选择两种波长。一种是为参照波长，不会被受测物质或水强烈吸收。另一种是为测量波长，它不会被受测物质强烈吸收，但会被水强烈吸收。
在线红外水分测量仪使用装嵌在转轮上的精密红外滤光片。这种安装允许参照光和测量光的脉冲交替地通过滤光片。被保留的光束会被聚焦在受测试的样品上。首先是参照光被投影在样品上，然后是测量光被投影在样品上。这两个具有时序的光能脉冲会被反射回到一个探测器上，依次转换成两个电信号。参考通道表示预计的反射能量的多少。测量通道有一部分被水分子所吸收，因此其能量将出现衰减。这两个信号结合形成一个比率。这比率与一些从不同含水程度样品中获得的其它比率的差，是与两者含水量的差成正比例。
两种通道的信号强度结合成以下的方程式：
R/MxM1/R1=比率其中
R代表产品光束的参照通道
M代表产品光束的测量通道
M1代表补偿光束的测量通道
R1代表补偿光束的参照通道
如果有漂移状况出现，诸如测量波长的光的强度改变，M和M1值会同时相称地受影响，对于比率来说，漂移的结果被抵消，保持了测量结果的稳定性和一致性。
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