近年来,由于碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有高强度和刚度/重量比,其越来越多地应用于航空航天、工业应用和民用生活领域中。然而CFRP层合板在制造和使用过程中不可避免地产生结构缺陷或损伤,进而导致材料使用的安全性降低,因此通过有效的检测技术监测损伤的发生和发展必不可少。由于CFRP层合板具有导电性质,其结构缺陷或损伤可引起电导率空间分布的变化。电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)恰是一种基于被测物导电介质分布的结构健康检测技术。与其它常用的结构健康无损检测方法相比,EIT具有低成本、无创性、不电离、高时间分辨率、结构简单等优点。因此EIT方法在CFRP层合板结构损伤检测中的应用已成为国内外学者研究的热点之一。该课题使用EIT方法对CFRP层合板结构损伤检测做以下研究:(1)针对各向异性CFRP层合板的EIT电极结构、激励模式和重建算法展开研究。利用COMSOL软件建立CFRP层合板冲击、分层、裂纹损伤模型,有限元分析获取三维场空间电势分布信息。为改进EIT技术对各向异性复合材料损伤的图像重构效果,采用嵌入式电极,实现CFRP层合板内部电信号的有效采集;同时对传统电极激励模式改进,有效增加独立测量数据,缓解敏感场的不均匀性;另外,提出一种改进的基于L1稀疏正则化的图像重建算法,在保证算法稳定运行的前提下,有效提高成像速度和图像分辨率。(2)建立一套基于数字万用表的嵌入式16电极的EIT硬件系统。该系统主要包括传感器单元、数据采集与处理单元以及上位机图像重建单元。经测试,该课题所设计的系统运行稳定且具有较好的通道一致性。利用EIT系统检测平台对CFRP层合板单孔、双孔损伤的位置、大小进行检测,结果显示损伤材料图像重建效果良好,证明EIT方法在碳纤维增强复合材料结构损伤检测中的可行性。