热波理论（Thermal Wave）重点研究周期、脉冲、阶梯等变化性热源与媒介材料及媒介的几何结构之间的相互作用。不同媒介材料表面及表面下的物理特性和边界条件将影响热波的传输，以某种方式在媒介材料表面的温场变化上反映出来，通过控制热激励方法和测量材料表面的温场变化，将可以获取材料的均匀性信息以及其表面以下的结构信息，从而达到检测和探伤目的。
红外热波无损检测技术针对被检物材质、结构和缺陷类型及检测条件，设计不同特性的热源并用计算机和专用软件控制进行周期、脉冲等函数形式的加热，采用现代红外成像技术对时序热波信号进行捕捉和数据采集，采用软件技术实现对实时图像信号的处理和分析。
需要指出的是，由于应用热波原理并采用了主动式控制热激励的方法，热波检测技术与传统的被动式红外热成像检测是有本质区别的。
对于不同被检测物、检测环境和条件，需要有针对性地设计采用大功率闪光灯、超声波、激光、THz波、热风、感应、电流、液、机械振动等方式的热激励手段，相应的装置和控制、处理软件。

热波检测具有如下技术特点：
――适用面广：可用于所有金属和非金属材料。
――速度快：每个测量一般只需几十秒钟。
――观测面积大：根据被测对象和光学系统，一次测量可覆盖至平方米面积量级。对大 型检测对象还可对结果进行自动拼图处理。
――直观：测量结果用图像显示、直观易懂。
――定量：可以直接测量到深度、厚度，并能作表面下的识别。
――单向、非接触：加热和探测在被检试件同侧，且通常情况下不污染也不需接触试件。
――设备可移动、探头轻便：十分适合外场、现场应用和在线、在役检测。
同类技术比较表，如下

技术类型

常用无损检测方法 本项目
X射线 超声波 磁粉 渗透 涡流 红外热波无损检测技术
检测项目 内部缺陷 表面、内部缺陷 表面、近面缺陷 表面开口缺陷 表面和近表面缺陷 可以测量损伤深度、材料厚度和各种涂层、夹层的厚度以及进行表面下的材料和结构特性识别
适用范围 铸件、焊接件、非金属制品和复合材料等 锻件、焊接件、胶接接头和非金属材料 铁磁性材料 各种非疏松材质 导电体材料 可用于金属和非金属材料
优点 不受材料、几何形状限制，能保持永久性记录。射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。 对缺陷敏感，获得结果迅速，缺陷定位方便。 采用磁粉探伤方法检验铁磁性材料的表面缺陷比采用超声波探伤或射线探伤灵敏度高，而且操作简便，结果可靠，显示直观。 原理简明易懂，设备简单，操作简便，灵敏度高。显示缺陷直观。对大型工件和不规则零件的检查以及现场机件的检修检查，更能显示其特殊的优点。 设备自动化程度高，不必清理试件表面，省时，不需耦合剂。 快速。每个测量一般只需数秒钟，观测面积大。一次测量可覆盖面积近一平方米；直观。测量结果用图像显示，直观易懂；准确。可以直接测量到深度、角度、面积等；非接触。多数情况不污染也不需接触试件。
局限性 设备投资大；不易发现与射线垂直方向上的裂纹；不便给出缺陷深度；对安装及安全方面有严格要求，不适于现场在线检测；检测周期长，人工判读随意性大；胶片照相法胶片消耗大，成本高。 对小、薄及复杂零件难以检测；需耦合剂耦合；粗晶材料散射严重；形状复杂的结构难以检测；速度慢，检测时间长。目前尚不能做三维检测。 只限于铁磁性材料，定量测定缺陷深度困难。对于有色金属、奥氏体钢、非金属与非导磁性材料，不能采用磁粉探伤的方法检验缺陷。 工艺程序复杂，试液易挥发，只能检测表面开口缺陷，重复性差；不能检测表面多孔性材料。 对零件几何形状、突变引起的边缘效应敏感，容易给出虚假的显示。 对外形复杂的结构件要确定缺陷的深度时，需要更有效的数学计算模型；检测深度还不够深（受限于加热设备的能量）；对缺陷的分辨率还不如超声C扫描高；用于某些金属，表面需进行抗反射处理。


发展前景 红外热波无损检测技术是一项通用性的实用技术，可应用于各种学科领域大到航天飞 机，小到纤维、薄膜，不同材料，不同结构和检测环境要求的各类探伤和检测问题。

除 了理论和基础研究外，每一种成功的应用都会形成一系列标准，包括方法、检测规程、 标定物、缺陷判据、数据和图像显示标准等。成功的加热手段、有效的图像处理和分析 方法、巧妙的机械传动装置与控制都有机会申请专利，可拓展性很强。 热波检测的主要应用于航空航天、电力、铁路桥梁、大型机械装备、石油管道、压力容
器等的无损检测。
――对航空器/航天器铝蒙皮的加强筋开裂与锈蚀的检测，机身蜂窝结构材料、碳纤维和玻璃纤维增强多层复合材料缺陷的检测、表征、损伤判别与评估。
――火箭液体燃料发动机和固体燃料发动机的喷口绝热层附着检测。涡轮发动机和喷气 发动机叶片的检测。
――新材料，特别是新型复合结构材料的研究。对其从原材料到工艺制造、在役使用研 究的整个过程中进行无损检测和评估；加载或破坏性试验过程中及其破坏后的评估。
――多层结构和复合材料结构中，脱粘、分层、开裂等损伤的检测与评估。
――各种压力容器、承重和负载装置表面及表面下疲劳裂纹的探测。
――各种粘接、焊接质量检测，涂层检测，各种镀膜、夹层的探伤。
――测量材料厚度和各种涂层、夹层的厚度。
――表面下材料和结构特征识别与表征。
――运转设备的在线、在役监测。