复合材料相较于其它材料具有较的质量,良好的耐腐蚀性能,较高的强度和刚度,因其众多优点被广泛的应用到航空航天与军工领域。复合材料在制造中,可能受到工艺,生产环境因素的影响使材料在在制造时产生缺陷;在使用或服役过程中会冲击可能会产生冲击伤,造成材料产生裂缝、分层等缺陷;高温等外界因素的影响可能会造成材料的老化开裂等。缺陷可能造成复合材料丧失原有的性能。性能失效后的材料可能对飞行器的飞行安全和设备正常运行造成影响。因此对复合材料缺陷检测显得尤为重要。电容层析成像技术以其独特的优势在航空复合材料检测方面被越来越广泛的应用。该技术基于电容边缘效应,在不损伤材料的基础上可以快速,准确的探测出缺陷的位置。本文基于平面ECT技术,对平面电极传感器结构进行探究,设计一套基于FPGA为核心控制器的双平面的ECT信号检测系统,对改进的传感器进行可行性验证。并对构造缺陷的复合材料进行无损化检测实验。文章将从以下内容进行论述:(1)对平面传感器进行优化设计,通过平面电容传感器几个重要的评价指标,对优化的传感器进行相关指标的评价。使用仿真软件COMSOL对双面传感器进行建模。研究双平面电容传感器电极板的长宽比,间距这两个电极结构对传感器检测效果的影响。通过仿真实验验证双平面电容传感器对裂缝、气泡、分层缺陷检测的效果,并与单面传感器进行对比。(2)设计并搭建一套基于FPGA双平面电极ECT检测系统。详细的介绍系统的硬件设计原理,对开关电路、C/V电路、模数电路、数据传输等关键电路的设计详细的描述。对激励信号的发生、相敏解调、数据传输程序设计进行讲解。(3)对设计出的平面ECT系统进行功能验证。探究系统的信号检测强度,分析数据曲线和对系统的信噪比参数进行测试。构造具有缺陷复合材料实验样板,通过ECT系统对裂缝和孔洞缺陷进行检测,并通过非迭代和迭代算法进行介电常数的图像重建。