裂纹是金属材料中常见的缺陷之一,裂纹的存在影响整个机械系统的使用性能,在工业中可能导致灾难性事故的发生,金属表面裂纹缺陷检测方法研究对提高机械设备可靠性,防止灾难性事故的发生具有重要意义。无损检测技术被广泛应用于金属表面裂纹缺陷的检测中,在不破坏材料内部结构的前提下,通过物理方法,检测材料中是否存在缺陷。作为一种新兴的无损检测技术,涡流脉冲热成像（ECPT）基于物体表面温度分布判断材料内部状态和结构。目前,基于ECPT的缺陷检测集中在裂纹的定性识别和热像图处理上,在参数和定量分析方法上研究不够全面,因此研究感应线圈和激励参数对检测效果的影响规律以及裂纹的定量分析方法对金属表面裂纹检测是非常必要的。本文首先分析红外热像图序列特征,利用边缘检测Canny算子确定热像图中裂纹轮廓,实现裂纹定性评估,从裂纹几何形状和深度两方面分别提出裂纹长度、宽度和深度的定量分析方法。其次,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,建立不同感应线圈类型、铜管宽度和铜管间距的仿真模型,得到感应线圈对检测效果的影响规律;建立不同提离、激励电流和激励频率的仿真模型,得到激励参数对检测效果的影响规律。然后,通过仿真建模和分析,确定裂纹对涡流和温度分布的影响规律;根据热像图的边缘检测结果,识别裂纹轮廓和位置,利用过裂纹轮廓的一条或几条轨迹曲线上的温度分布和斜率曲线,确定裂纹边界,实现裂纹几何形状的定量分析。随后,利用裂纹深度和试件表面温度最大值的单调关系,实现裂纹深度的定量分析。最后,搭建实验系统,对具有不同宽度和不同深度的两组试件进行实验检测,分别实现裂纹宽度和深度的定量分析,且长度和宽度的检测误差较小。本文通过仿真建模分析感应线圈和激励参数的影响规律。利用边缘检测算法确定裂纹位置和轮廓等定性信息的基础上,分别提出了基于通过裂纹轮廓的轨迹曲线上温度分布的裂纹长度和宽度的定量分析方法和基于试件表面温度最大值的裂纹深度定量分析,并利用仿真建模和实验分析验证方法的可行性。