热障涂层是目前最先进的高温防护涂层之一，具有低导热性、良好的高温化学稳定性、抗冲刷性和隔热性等特点，近年来逐渐被应用于航空、航天、动力机械、核反应堆等高温高热流环境，具有广阔的应用前景。在热障涂层结构制备过程中，需要对涂层厚度、致密度和微观结构（气孔、微裂纹等）进行监控，保证涂层质量。在热障涂层结构构件服役过程中，涂层过早出现开裂、脱粘等失效行为直接影响发动机的安全性和可靠性，甚至产生灾难性后果。因此，为了保证热端部件工作的安全可靠，无论在热障涂层结构的制备还是服役期间，对其状态进行表征和评估都至关重要。红外热波检测是一种新兴的无损检测技术，与常规检测技术相比，具有非接触、检测效率高、易于现场使用、安全、直观以及操作简便等优势。研究热障涂层结构缺陷的脉冲红外热波检测理论、方法和技术，对于新型材料研发、型号研制、热端部件状态评估及提高我国自主创新能力具有非常重要的意义。 项目组在国家和省市等项目资助下，为满足热障涂层结构检测重大需求，经过多年产学研攻关，研发了热障涂层结构缺陷脉冲红外热波无损检测技术，并研制了高效、可靠的检测装置，解决了热障涂层结构及其构件的无损检测难题。主要创新成果如下： 1、发明了脉冲能量差动激励引起的表面温升与涂层厚度的简明解析关系，提出了导热反问题与模拟退火算法相结合的脉冲红外热波定量检测涂层厚度及其均匀性的新方法。 2、研制了高能瞬时脉冲激励与红外热像采集同步的红外热波检测系统，实现了热障涂层结构缺陷的高效可靠检测，可有效检测出最小径深比1、最小直径1mm的缺陷。 3、提出了马尔科夫与主成分相结合的Markov-PCA脉冲红外图像序列重构与特征提取算法，显著改善了特征图像的信噪比，提高了缺陷探测的能力。 4、提出了缺陷边缘几何特征的模糊C均值聚类-Canny算子检测方法和Markov-PCA-BP算法对缺陷平面尺寸与深度进行判定的新方法，实现了热障涂层结构缺陷直径与深度的定量检测。 基于以上创新成果，已发表学术论文116篇，其中SCI检索55篇，EI检索47篇；申报专利26项，获批专利22项（其中授权发明专利12项）；获批计算机软件著作权4项；研制的红外热波无损检测系统已推广应用到中国燃气涡轮研究院、哈尔滨东安实业发展有限公司等多家企事业单位，解决了热障涂层结构及其他类型复杂结构材料及其构件无损检测难题，提升了相关行业的设计制造水平，创造了显著的经济与社会效益。

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