纳米流体中布朗运动和定向运动的共存对某些领域存在重要影响。例如，纳米流体的换热效率与流体内部的颗粒运动特征有密切关系；纳米分散系中粒径测量过程中微对流会产生定向运动和布朗运动共存，以至于影响到颗粒粒径测量结果的可信度。因此，有必要对流动情况下纳米颗粒(即纳米流体)的运动特性进行系统的研究。然而，获取这些特征的测量方法目前还很缺乏，研究并发展相应的测量方法和探测技术十分必要和紧迫。激光自混频技术由于结构简单、自准直、避免复散射、避免大颗粒影响和有效滤除杂散光等优点，使得越来越受到科技界的关注。据此，本文在借鉴以往的研究成果的基础上对该技术进行系统的研究。理论上，从Lang-Kobayashi速率方程和动态光散射理论为出发点，建立了纳米流体中颗粒运动特征的激光自混频测试方法的理论模型，得到了自混频信号的自相关函数和功率谱密度函数表达式。功率谱密度函数是两个Voigt函数之和。Voigt函数快速且精确的计算一直是工程上努力寻求的目标，本文对Silvina P.Limandri等人提出的关于Voigt函数的级数求和方法进行了改进，减少大量不必要的求和项，在确保精度的情况下大大提高了计算速度。利用改进方法数值计算了几种典型情况，包括：静态纳米溶液(纯布朗运动的情况)、大颗粒定向流体(纯定向流动的情况)和纳米流体(既包含布朗运动又包含定向流动的情况)，为实验平台的建立和实测奠定理论基础。实验上，设计了样品池，确保流体在管路中处于层流状态。设计了半导体激光器驱动电路，该电路具备电流稳定度高、电流上限限制、慢启动等功能，确保了激光器安全和稳定工作。设计了信号检测电路，该电路具备AC耦合、跨阻放大等特征，有效地滤除大直流信号且转变交流小信号为电压信号。实验测试几种常见的情况，实验测试结果中得出的规律与数值计算结果中得到的规率基本一致。对实验中出现的多普勒峰所呈现的不对称性，通过建立理论模型和数值计算，进行了合理解释。为了进行实时测量，进一步研究了纳米流体中颗粒运动特征的激光自混频在线测试方法。理论上分析了利用模拟带通滤波获取激光自混频功率谱的可行性，并进行了数值计算。实验上，设计了16通道带通滤波功率谱信号转换电路和单片机异步通讯传输电路。实验测试结果与理论和数值计算出的规律相符。最后，对颗粒参数反演进行了研究。在Kaczmarz投影算法的基础上，提出了一种改进的投影算法。研究表明：该测量技术能够有效的获取纳米溶液(无定向流动情况)中的颗粒粒径；当定向流速较低时，该测量技术在无需定向流速信息的前提下能够有效的获取纳米流体中的颗粒粒径；当颗粒粒径较大时，该测量技术在无需颗粒粒径信息的前提下有效地获取定向流速束腰比。