同面电极检测技术是由电容层析成像技术发展而来,是一种新兴的无损检测技术,具有单面几何优势,适用于被测空间受限时需要进行单面检测的场合,在大范围的在线检测方面具有非常好的应用前景。新兴技术面临着诸多问题,考虑航天隔热材料粘接层需要大面积快速检测的需求,开展了基于同面电极敏感机理的扫描测量技术的研究。针对被测目标需要进行大面积快速检测的问题,提出了同面电极平移扫描测量方式。为探究一对同面电极移动过程如何判别物场变化问题,开展了同面电极缺陷检测技术的研究。在建立了同面电容传感器三维模型的基础上,分析了静态测量时物场变化对同面电容的影响。探究了在动态检测过程中,探测距离和移动方向等参数对包含被测缺陷信息的电容数据的影响规律,进而建立了缺陷大小位置判断规则。考虑同面阵列电容成像系统的“软场”特性和“病态”问题提出了同面阵列电极旋转成像检测方法。同面阵列电极旋转会引起电场改变,导致敏感场以及电容产生非线性变化。对每个旋转角度敏感场进行分析,建立了旋转扩展灵敏度。旋转法增加了电容数据,在一定程度上改善了成像过程的“病态”问题,重建图像中伪影减少、缺陷边缘更加清晰且与实际缺陷形状更加相符。为减少同面阵列电极旋转成像检测方法中数据量增加带来过长的图像重建计算时间,提出了基于电容变化特征的冗余数据处理方式。仿真和实验研究表明该方式能保持图像重建质量,得到了最少电容数据情况下的最优重建图像,证明了同面阵列电极旋转检测方法的有效性。