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紅外在線水分測定儀把多個波長的近紅外線光束聚集到被測物表面上，其表面反射的近紅外線的光束被一個近紅外光學探測系統接收和處理。這種紅外光學探測系統能快速處理數據。一個內嵌式的超性能微型數字信號處理芯片用來處理、儲藏和顯示所需要的數據。其程度和穩定性非常出眾。
在線紅外水分測定儀利用的現象是：許多的物質在特定波長下吸收紅外能量，而不吸收在其它波長下的紅外能量。當測量受測物質的水含量時，最少選擇兩種波長。一種是為參照波長，不會被受測物質或水強烈吸收。另一種是為測量波長，它不會被受測物質強烈吸收，但會被水強烈吸收。
在線紅外水分測量儀使用裝嵌在轉輪上的精密紅外濾光片。這種安裝允許參照光和測量光的脈沖交替地通過濾光片。被保留的光束會被聚焦在受測試的樣品上。首先是參照光被投影在樣品上，然后是測量光被投影在樣品上。這兩個具有時序的光能脈沖會被反射回到一個探測器上，依次轉換成兩個電信號。參考通道表示預計的反射能量的多少。測量通道有一部分被水分子所吸收，因此其能量將出現衰減。這兩個信號結合形成一個比率。這比率與一些從不同含水程度樣品中獲得的其它比率的差，是與兩者含水量的差成正比例。
兩種通道的信號強度結合成以下的方程式：
R/MxM1/R1=比率其中
R代表產品光束的參照通道
M代表產品光束的測量通道
M1代表補償光束的測量通道
R1代表補償光束的參照通道
如果有漂移狀況出現，諸如測量波長的光的強度改變，M和M1值會同時相稱地受影響，對于比率來說，漂移的結果被抵消，保持了測量結果的穩定性和一致性。
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