随着航空航天技术的发展，对航空发动机的性能要求越来越高，尤其是大推重比的发动机，即使采用最先进的单晶高温合金也难以满足其工作温度的要求。在此背景下，热障涂层技术应运而生，它显著地提升了发动机叶片的耐高温能力，从而使航空发动机的热效率大大提高。热障涂层系统结构复杂，工作环境恶劣，并且一旦失效将产生非常严重的后果，因此，热障涂层无损检测与评估是其在应用中急需解决的问题。针对现有方法检测手段单一、获取的信息量少、难以实现热障涂层系统全面评估的现状，提出了将电磁涡流检测与平面电容检测相结合的检测方法，研究了所涉及的检测机理、复合式传感器优化设计方法、测量系统的校准方法以及复合式、阵列式传感器的信息融合等关键问题，主要研究工作与创新点如下：
　　一、提出了电磁涡流检测与平面电容检测相结合的检测方法，为全面评估热障涂层系统提供了可行的解决方案。
　　研究了电磁涡流和平面电容复合检测机理。电磁涡流法适合检测导电材料的特性以及非导电材料的厚度，包括热障涂层系统中粘结层和超合金基底的特性以及陶瓷层的厚度；平面电容法适合检测陶瓷层的厚度和介电常数。将这两种检测方式相结合，可以实现优势互补，增强传感器的检测能力，克服了常规无损检测方法只能实现热障涂层系统局部检测的缺点。
　　二、研究了电磁/电容复合式传感器设计问题，建立了其有限元仿真模型，分析了传感器中不同检测单元之间的相互影响，形成了一套复合式传感器优化设计方法。
　　针对检测需求，设计了多种不同结构的复合式传感器，并通过建立有限元模型，从电场渗透深度、磁场渗透深度、检测灵敏度、分辨率等几个方面对传感器的性能进行了仿真分析，确定了合理的复合式传感器结构。在不同的检测模式下，分别分析了电磁检测单元和电容检测单元之间的相互影响，并根据分析结果对传感器的结构参数进行了优化，形成了一套复合式传感器优化设计方法。
　　三、搭建了基于阻抗分析仪和多路切换单元的微电容（pF量级）检测系统，并提出了基于等效电路的检测系统校准方法，实验结果表明微电容的测量误差得到了大幅降低。
　　基于高精度阻抗分析仪并设计了多通道切换电路，实现了电磁/电容复合式传感器在不同工作模式下的多通道阻抗测量。为了克服测量电路中通道阻抗、寄生电容和旁路电容等因素的影响，获取更加准确的测量值，提出了基于等效电路的测量系统校准方法，并针对热障涂层模拟试件开展了测量和校准实验，验证了校准方法的有效性和测量结果的准确性。
　　四、提出了多模式、多频、多通道信息融合方法，实现了基于电磁/电容复合式传感器的热障涂层系统综合检测。
　　通过电磁和电容这两种不同检测模式的信息融合，实现了陶瓷层介电常数与厚度的特征检测；通过多频涡流检测信息融合，建立了可用于检测粘结层厚度变化的频率特征量；通过传感器阵列的多通道信息融合和扫描成像，实现了超合金基底缺陷检测。