近几十年来,由于微反应器所具有的诸多优势,使利用其制备纳米颗粒材料的相关技术成为前沿科学研究的热点之一。在实际应用中,采用传统封闭型微反应器时易出现颗粒堵塞管道等情况,这使得采用Impinging-Jet型碰撞流微混合器(简称IJMM)得到了较多的关注。但IJMM微混合器也存在一些问题,例如由不稳定的碰撞导致两种液体反应物混合不良的状况,影响反应产物的质量等。本文自主设计和开发了一套纳米颗粒微化工制备过程基于高速图像的控制系统,并使用该系统进行制备纳米硫酸钡颗粒方面的研究。系统可以实现微管道下碰撞流过程的实时监测、控制等功能,力图解决反应器中不稳定碰撞两种液体反应物的混合造成的影响,提高反应产物质量。本文的主要研究内容和创新点包括：1.碰撞流的碰撞状态无法使用接触式检测手段进行实时检测,本文通过研究轮廓提取等图像处理技术对碰撞流进行在线检测,并综合系统对图像处理时间、处理精度等方面的要求,提出改进型局部轮廓搜索算法,实现对碰撞流状态的实时监测。2.针对微管道下的流量控制管道内径小、控制难度大、成本高等特点,本文自主研究并开发了一套基于高速开关阀的微管道流量执行机构,实现对微管道下管道流量的控制。该执行机构选用超高速开关阀,并基于单片机最小系统开发板开发了配套的阀门驱动器。该执行机构可以在毫秒级完成对流量控制信号的响应。3.基于时间序列对系统的静态模型进行了辨识与拟合,并综合考虑执行机构的流量特性、系统管道特性、历史实验数据等诸多因素,提出使用前馈-反馈复合控制器对系统进行控制,前馈控制器基于查表法设计,反馈控制器使用模糊控制。4.本文最后进行了纳米硫酸钡颗粒制备实验,采用透射电子显微镜实验作为表征方法。实验首先验证了碰撞形状对纳米颗粒的影响；其次实验结果图证明,采用本文自主设计和开发的系统可以抑制纳米颗粒团聚,并使得产物的粒径、分散性等指标均得到了明显提升。