碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)具有耐高温、耐腐蚀、高比强度和高比模量等优点,已在航空、航天,新能源、汽车等领域等到广泛的应用。受到制造工艺及工作环境的影响,CFRP层板易产生各种缺陷,为了防止CFRP层板缺陷造成严重的安全事故及经济损失,对其缺陷的检测是尤为重要。传统的检测方法存在检测效率低、成本高、不适合现场检测等缺点,因此,需要一种高效、可靠的无损检测技术对CFRP层板缺陷的检测。二相编码红外热波成像检测技术(Binary Phase Coded Infrared Thermal Wave Imaging,BPC-TWI)作为一种新兴的检测技术,具有非接触、效率高、抗干扰能力强等优点,可满足对CFRP层板缺陷检测的要求。因此,本文主要针对CFRP层板缺陷的二相编码红外热波成像检测技术展开深入研究。首先,本文从二相编码信号的理论上分析了BPC-TWI技术提高分辨率和抗干扰能力的原理;根据热传导理论建立了二相编码调制热流作用下的三维热传导数学模型,仿真分析了正弦载波下调制参数(码长、激励频率、采样频率、热流功率密度)对二相编码热波信号特征信息的影响与规律,为后续的二相编码红外热波成像检测试验研究提供了理论指导。其次,研制了BPC-TWI检测试验系统,开发了BPC-TWI软件检测系统,实现了试验硬件平台与软件检测系统的协调控制。基于已研制的BPC-TWI检测系统,进行了正弦载波和方波载波信号下不同调制参数的试验研究,分析了两种载波信号下的不同调制参数对二相编码热波信号特征信息的影响与规律,验证了正弦载波信号下的试验分析结果与仿真分析结果的一致性。最后,进行了线性调频(Chirp)载波、Chirp方波载波信号下不同调制参数的BPC-TWI检测试验,分析不同调制参数对二相编码热波信号特征信息的影响与规律,确定了两种载波下对应的合理检测参数范围;并进行了正弦与方波载波信号、Chirp与Chirp方波载波信号下的BPC-TWI检测对比试验,在相同的条件下,方波载波比正弦载波信号下的BPC-TWI技术具有更好的缺陷探测能力和抑制噪声的能力,Chirp载波比Chirp方波载波信号下的BPC-TWI技术具有更好的深度分辨率及抗干扰能力;还进行了BPC-TWI、LIT、TWR检测方法的对比试验,试验表明BPC-TWI检测技术具有更好的深度分辨率和抗干扰能力。