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航空复合材料具有重量轻、强度高、耐磨损等优点，被广泛应用于新型飞机结构。由于复合材料的损伤机理、失效形式及疲劳寿命等与金属材料结构显著不同，因此为提高飞行安全、有效预估材料残余疲劳寿命，需要对复合材料开展无损在线健康监测研究。电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography, ECT)是近年来出现的基于电容敏感机理的新型无损检测技术，具有适应性强、价格低、速度快、无损可视等优点。本文基于平面阵列电容传感器构建ECT系统，实现对飞机复合材料无损检测。为验证其有效性和可靠性，对ECT系统的激励模式、传感器设计与优化，以及硬件系统平台搭建等相关方面展开研究：（1）分析ECT的“软场”特性，利用COMSOL建立三维平面阵列传感器，并对其进行仿真，利用Matlab将仿真得到的数据进行成像，对比不同损伤模型下的成像效果；优化传感器的设计参数，包括电极几何形状、电极间距、基板厚度，以及屏蔽电极等，分析每个参数对传感器的信号强度、探测深度、灵敏度等性能的影响。（2）优化激励测量模式，提出奇偶激励模式，并对比分析单激励模式、双激励模式和奇偶激励模式下传感器各项性能和成像效果。（3）设计基于Xilinx Spartan-3AN系列FPGA芯片的ECT硬件检测系统。利用FPGA的DDS模块结合D/A转换芯片搭建激励信号源；基于FPGA嵌入式软核搭建控制模拟开关、多路选通、程控放大、及通信的微控制器（MCU）；同时通过FPGA采集A/D转换后的数据并对其进行数字正交解调；最后设计ECT硬件检测系统的PCB板，完成硬件系统联机调试。