结晶是一个重要的单元操作，广泛应用于食品、矿产、精细化学、石油化工及医药等行业。颗粒形状是评价颗粒产品质量的重要指标，不仅影响产品的最终使用性能如药物的活性、流动性及粘附性，同时对过滤、包装、运输及储存等后续流程产生影响。晶体的形状是在生长过程中形成，是由晶体各个面的相对生长速率决定。实时测量反应器中晶体的生长速率可以更好地有效控制结晶过程及为其产品质量的发展提供方向。研究晶体生长行为对控制晶体形状具有重要意义。在线图像法是在线测量冷却结晶过程中晶体生长行为的最有效的方法之一。通过获得晶体在二维空间内的投影图，实时观测晶体生长过程中形状的变化。但是二维图像法可能会略去三维晶体的一些重要信息，因此观测晶体实际的三维生长行为，是更有效控制晶体形状所面临的一个挑战。本论文介绍了一套自主研发的装置，用两个相机从不同的角度同时摄取晶体在溶液中生长时的二维图像。用每组二维图像，重构晶体的三维形态，也可以计算晶体的面生长速率。该装置可以监控结晶过程中颗粒的形状变化过程。在线摄像装置结合衰减全反射-傅里叶变换红外(ATR-FTIR)光谱仪研究晶体面生长动力学。通过图像及其分析技术测量晶体生长速率，ATR-FTIR测量结晶过程中悬浮液的浓度；偏最小二乘法建立浓度模型，用于关联物质的红外光谱与预测变量（浓度）的关系。选取磷酸二氢钾水溶液冷却结晶过程中磷酸二氢钾（KDP）晶体形状的动态变化验证该视觉观察装置的可行性。实验结果表明该装置是可行的，能够有效监测晶体的三维生长行为。本装置实现了在线测量KDP晶体的三维生长动力学。这对优化、控制结晶过程中的晶体形状是非常有用的。并采用幂指数函数公式建立KDP晶体的面生长动力学。