同面阵列电极传感检测技术在电容层析成像（ECT）技术的基础上引申发展而来，是一种新兴的无损检测技术。同面阵列电极检测技术具有ECT技术的优点，同时也存在不足。同面阵列电极传感器利用电容的边缘效应实现检测，由于边缘电场非常微弱，使电容数据易受噪声影响，导致图像重建过程的稳定性差。同时，同面阵列电极检测系统的图像重建质量与敏感场矩阵的好坏密切相关。为此，本文针对3 ×4同面阵列电极传感器，对其电容数据和敏感场展开了研究。　　（1）首先，总结分析了ECT技术的理论基础，针对同面阵列电极传感器，利用奇异值分解（SVD）研究了传感器的敏感场矩阵，最终得到了最优形式下的敏感场矩阵，提高了图像重建质量。　　（2）其次，针对同面阵列电极传感器电容数据易受环境噪声影响，导致图像重建过程稳定性较差的问题。提出针对同面阵列电极传感器电容采集数据的冗余性分析方法，该方法根据不同电极对电容数据对图像重建的贡献率和其抗干扰能力进行分析。经冗余性分析剔除无效电容数据后，利用剩余数据进行图像重建，重建过程稳定性得到明显提升，但重建图像质量没有降低。　　（3）最后，针对航空用复合材料具有各向异性、多孔性、低导热性、低导电性和强吸声性等特点，搭建出同面阵列电极成像检测系统平台，并对其可行性进行了实验验证。结果表明，该系统检测航空用复合材料粘接层中缺陷是可行的，可检测的最小缺陷直径为1mm。针对实际缺陷检测过程进行了实验，经过冗余性分析和敏感场优化后该系统最厚可穿透25mm厚的复合材料对其粘接层实现缺陷检测工作。