为提高脉冲相位热像法(PPT)温度序列相位的计算速度和检测效率, 对传统的傅里叶变换(FFT)进行优化, 提出了适用于PPT的相位快速计算方法, 使运算速度提高了1.9～12.4倍。为确定相位算法中温度序列的最佳采样长度和频率分量, 结合热扩散深度公式提出了最佳采样长度估算公式。对铝合金试件和钢材料试件进行了脉冲相位热波检测, 当缺陷检测效果最佳时, 热图序列最佳采样长度分别为1.1 s和3.9 s, 基频相位差有最佳的缺陷分辨能力。结果表明: 该算法显著提高了相位计算速度, 量化的最佳采样长度估算公式能直接确定热图采样长度, 减少了操作的主观性和参数设置的随机性, 有效提高了脉冲相位热像检测效率。

为改进红外锁相热成像检测中的热调制激励效果，提高系统集成和使用性能，引入了数字功率控制技术。以可控硅为功率元件，推导控制角与功率的关系。以正弦调制激励为例，通过数值计算求解控制角随时间的变化规律，基于数字电路设计导通角控制算法和实现方法建立了实验平台并进行了实验验证和对比。结果表明：该方法的功率控制精度高，热成像波形的保真度明显优于常规激励技术，体积和结构也得到改善，电磁安全性满足要求，可以更好地应用于红外锁相热成像检测中。

在传热学基础上建立了涂层的三维瞬态导热模型，利用ANSYS仿真软件对施加有正弦规律变化热流密度的涂层试件进行有限元分析；运用两次加载、减法处理的方法有效克服了常量和环境因素带来的影响，然后讨论了数据拟合求相位的方法；改变加载频率，得到了多组涂层厚度与相位的定量关系曲线，从理论计算的角度揭示涂层厚度和相位及加载频率的定量关系；最后利用曲线中的线性线段，总结确定了涂层厚度与相位的定量关系，为利用锁相法对涂层厚度进行精确测量提供了理论依据。

作为热波无损检测技术中的关键环节,热波图像分割对结构损伤的有效识别与准确评估具有重要影响。为克服红外热波图像背景噪声大,对比度低等因素对损伤识别的影响,提出了一种基于支持向量机的热波图像分割方法。该方法首先采用Wiener滤波对热波图像进行预处理,然后随机选取目标区域和背景区域内多个像素点的像素值组成目标向量与背景向量,对基于多项式核函数的支持向量机进行训练,最后将训练好的分类器应用于不同的热波图像,实现热波图像的分割。试验结果表明：该方法可有效克服热波图像背景噪声大的问题,较好地保留了缺陷区域分割的完整性；与基于硬阈值的图像分割方法相比,该方法能更好地抑制背景区域的噪声干扰,更有利于损伤的识别与评估。