近表面裂纹被视为工业设备、设施的严重缺陷,疲劳和腐蚀裂纹是其中较为普遍的类型。在交通运输、航空航天、电力系统、机械制造、新能源、核工业等领域,该类缺陷已成为影响关键构件服役性能、威胁人民群众生命财产安全的主要因素之一。电磁成像无损检测技术作为无损检测的一个重要研究方向,因其具有结果表示直观、非接触、无污染、高灵敏度等优势,已在金属材料近表面缺陷检测方面得到了广泛应用,但仍面临诸多挑战:首先,目前已有技术的成像方式单一,通常面临空间分辨率低、检测效率低、精度低、操作复杂等问题,各检测方式优势无法得到较好的互补;其次,对动态扫描检测效应下的多物理场耦合机理研究匮乏,对各类多模态检测结果不能进行高效、准确的分析与评估;最后,对某些工业界探伤难题如金属材料内部腐蚀裂纹、复杂形貌钢轨近表面缺陷等其检测效果并不理想。因此,开展复合、动态的主动激励式多物理场耦合成像检测技术研究来提高检测效率和准确度具有重要意义。针对上述挑战,本文基于涡流与电磁热成像两种检测技术,利用二者激励产生源相同的特性,通过传感结构设计使其在物理端进行耦合,并以理论、仿真、实验、数据后处理等相结合的方式,对多种试件中不同类型缺陷进行了成像检测与量化评估。主要研究内容和创新点概括如下:（1）针对已有电磁无损成像检测技术空间分辨率低、检测效率低等缺点,创新性地将涡流与电磁热成像两种检测技术在物理端进行耦合并应用于多种试件近表面动态扫描检测。研究了电磁热多物理场耦合检测技术相关理论,从基于Maxwell方程组的高频交变电磁场控制方程、电磁场耦合等效互感模型、电磁-热场耦合过程,到传热学基本原理以及红外辐射与热成像基本理论等方面,在物理上推导了耦合成像检测的完整理论过程。（2）针对检测平台需求,成功研制了一套集成化动态电磁热耦合成像无损检测系统,提出了电磁热多物理场耦合的激励-接收传感架构,建立了耦合检测模型,对传感结构周围或被测试件表面的电场、磁场、涡流场以及热场等多物理场进行了分析与总结,并解释其检测机理。（3）通过理论研究和有限元仿真计算相结合的方式分析了系统动态扫描检测过程中多种因素如相对移动速度、不同被测材料属性、传感结构收发相对位置等对检测效果的影响,并在此基础上对传感结构、激励参数优化来提高检测灵敏度、热对比度以及信噪比等指标,以达到提高系统检测能力的目的。（4）通过对被测试件进行动态自动化扫描检测,将实验所得的电磁信息和热信息结果进行后处理及决策级融合,互补其各自的优点,以提高系统检测的准确性。最后通过对表面开口裂纹、亚表面晶间腐蚀裂纹、钢轨近表面闭合裂纹等多类人工、自然缺陷的检测,验证了所提出检测方法的检测能力与可靠性。即结合前端理论机理、传感结构、激励参数及后端异常检测、决策融合等处理方法,研究了多种试件缺陷的定性和量化评估,印证了本文多物理场耦合检测方法的优势与有效性。上述研究将有助于弥补电磁热成像技术在金属试件近表面裂纹动态检测领域的不足,在提高检测效率的同时增强其检测能力,为多类关键构件近表面缺陷高效检测奠定了基础,也为智能成像检测方法提供了依据。