工业领域中产品和设备常出现裂纹等形式的缺陷,随着生产安全和产品质量要求的不断提高,缺陷检测成为工业生产和设备服役期间不可或缺的环节。多年来无损检测技术发展迅速,多种检测方法不断涌现并在缺陷检测方面取得了长足进步,逐渐成为缺陷检测的主要手段之一。其中红外无损检测方法因其具有非接触、快速和结果直观等特性,从而在多个工业领域中得到广泛应用。但多数红外无损检测技术的激励方式多为面激励方式,热激励后热波在物体表面并不具备横向传播特性。其对裂纹缺陷不够敏感,从而在裂纹缺陷检测方面并不具备优势。结合热传导理论与辐射测量理论,本文针对利用线激光扫描激励的红外热波成像无损检测技术进行研究,探讨了其在裂纹缺陷检测方面的优缺点,研制并搭建了激光扫描红外热成像无损检测系统。当利用线激光扫描激励物体时,使得物体表面热波具有横向传播特性,从而对物体表面或浅表面裂纹缺陷具有很强的敏感性。本文设计搭建的激光扫描红外热波成像无损检测系统具备光路调节功能,可以聚焦输出亚毫米宽度级别的线状激光束,增强了单位长度内激光光束的光强度。本文提出了一种光栅反射镜与偏振合束组合的合束方法实现了四路激光耦合,大大增强了单位面积内光束的强度,且相较于空间合束方式降低了实际系统的调试难度。采用柱面微透镜结构,使光路中高斯光束经过光束匀化后线径方向上均匀度大大增强,提高了检测面内激励均匀性。通过各个光路调节结构提升了系统对于裂纹缺陷的检测能力。本文通过分析激光扫描速度与热像仪采集速度的同步关系并结合图像合成技术,实现了扫描区域内空间不同位置在同一时延时刻的同屏显示,使得检测结果可直观呈现,大大提升了后期缺陷判断的便利性。通过实验,本文所设计的激光扫描红外热成像无损检测系统可实现宽度在微米级别的裂纹缺陷的检测。实际检测中,通过上位机控制软件模块可实现自动化控制,检测无需复杂步骤的操作,流程简单;通过上位机图像处理软件模块,激光扫描系统的后期图像处理时间较短。激光扫描系统的检测周期只取决于扫描速度的快慢,相较于传统锁相等红外检测技术其检测时间大大缩短。