旋翼是直升机的升力机构、操纵机构和动力机构，与直升机其它部件相比，旋翼结冰对飞行安全造成的危害最大，因此一直引起国内外学术界的重视。国外对旋翼结冰探测起步较早，在理论和实验方面都做了广泛而深入的研究，而国内则相对落后。本文在原旋翼主动式红外结冰探测系统的基础上提出了一种改进的非接触式红外结冰探测的方法，完善了原系统，旨在进一步弥补国内在这一研究领域的空白。本文首先对直升机结冰特点做了详细的介绍，将前缘冰宽度的增长率作为本文研究的重点，同时也对后流冰宽度进行了实验研究。在此基础上，本文论述了非接触式红外结冰探测的原理，并由此提出了系统方案。本文重点对该方案的硬件电路设计和DSP软件设计进行了介绍。该方案采用调制的红外光主动探测旋翼下表面，光电检测电路接收反射光信号并转化成电信号，再经过前置放大器、中间级放大器、同步积分器等信号调理环节提取出有用信号，然后进入由双门限比较器、展宽电路与DSP构成的结冰提取环节中计算出最后的结冰信息。本文还尝试提出了一种阈值自适应调制的电路完善原系统的不足。本文对红外激光源、光电探测器、电路芯片的选择、电路形式和参数的设计都做了详细的介绍。本文在DSP软件设计部分首先介绍了DSP芯片资源、片上外设资源以及CETEK-VC5509-A评估板上的资源，并通过分析这些资源设计了DSP外围电路。在此基础上，本文介绍了一种软件补偿方法。本文首先通过旋翼的静态实验说明了旋翼的挥舞与变距运动对探测系统的干扰，指明了软件补偿的必要性。然后本文再通过旋翼的动态实验证明了这种方法对克服挥舞与变距运动对系统干扰的有效性。本文在不同的模拟条件下作了多组实验，并通过大量的动态实验证明本文提出的探测系统的可行性，可以用于实际直升机旋翼结冰探测。