劉 凱，崔榮洪，侯 波，何宇廷，牛 歡

(1中國(guó)人民解放軍 95606部隊(duì)，四川 瀘州 646000；2空軍工程大學(xué) 航空工程學(xué)院，西安 710038；3陸軍航空兵研究所，北京 101121)

PVD(physical vapor deposition)薄膜傳感器是應(yīng)用現(xiàn)代物理氣相沉積技術(shù)中的多弧離子鍍方法，將電位監(jiān)測(cè)傳感器制備在結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)的一種結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)手段[1]。該傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)的渦流、磁粉、聲發(fā)射等無(wú)損檢測(cè)手段，具有以下明顯優(yōu)勢(shì)：與金屬結(jié)構(gòu)高度一體化集成，不會(huì)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)自身的力學(xué)性能產(chǎn)生影響[2]；具有優(yōu)良的環(huán)境耐受性和可靠性，適用于在嚴(yán)酷環(huán)境下服役的飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)裂紋在線監(jiān)測(cè)[3]，也適用于裂紋的原位檢測(cè)；信號(hào)特征明顯，監(jiān)測(cè)原理簡(jiǎn)便易行，不需要復(fù)雜的配套設(shè)備，綜合費(fèi)效比低。同各種裂紋監(jiān)測(cè)手段一樣，PVD薄膜傳感器在監(jiān)測(cè)或檢測(cè)裂紋時(shí)受到制備工藝、環(huán)境等多種復(fù)雜因素的影響，結(jié)果必定存在隨機(jī)性及分散性。但隨著損傷容限設(shè)計(jì)思想[4]的發(fā)展與普及，對(duì)裂紋的監(jiān)測(cè)有了更明確的目的性：通過(guò)監(jiān)測(cè)裂紋預(yù)估結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度和壽命，并以此為依據(jù)對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查修復(fù)，確保其適航性與安全性。但這一目的的實(shí)現(xiàn)，必然要以裂紋監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性的定量化表征為基礎(chǔ)。Packman等[5]最早于1969年率先提出需要對(duì)無(wú)損檢測(cè)手段進(jìn)行檢測(cè)可靠性與靈敏性評(píng)估，隨后國(guó)內(nèi)外的研究人員針對(duì)檢測(cè)概率進(jìn)行了大量的研究工作，并發(fā)展出許多較為成熟的無(wú)損檢測(cè)裂紋檢出概率測(cè)定方法。Andrea等[6]通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)，建立了基于多參數(shù)的Lamb監(jiān)測(cè)鋁合金板件損傷的檢測(cè)概率模型，并將其應(yīng)用于傳感器陣列檢測(cè)能力和可靠性評(píng)估。Holly等[7]通過(guò)分析渦流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)CC-130和CP-140機(jī)翼部分的檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比了不同凹口信號(hào)響應(yīng)下的裂紋檢出概率，并提出了通過(guò)進(jìn)行信號(hào)校準(zhǔn)提高渦流系統(tǒng)檢測(cè)概率的方案?？梢?jiàn)，由于檢測(cè)方式，信號(hào)表征的巨大差別，各種無(wú)損檢測(cè)手段檢測(cè)概率的測(cè)定方式和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理方法存在較大差異，現(xiàn)有對(duì)檢測(cè)概率的研究多集中于渦流等傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)手段，通過(guò)對(duì)檢測(cè)手段不同條件下裂紋檢測(cè)概率的分析有助于改進(jìn)提高其檢測(cè)能力[8-9]。為了可靠地定量表征PVD薄膜傳感器檢測(cè)裂紋的能力，本研究采用3種不同形狀的PVD薄膜傳感器進(jìn)行在線裂紋監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)分析對(duì)比其輸出電位信號(hào)與實(shí)際裂紋萌生擴(kuò)展情況的一致性，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)繪制出了總體樣本和3種不同形狀PVD薄膜傳感器的裂紋檢出概率曲線，為PVD薄膜傳感器的改進(jìn)和應(yīng)用提供了系列化數(shù)據(jù)。

1 PVD薄膜傳感器

1.1 傳感器剖面結(jié)構(gòu)

PVD薄膜傳感器的剖面設(shè)計(jì)為如圖1所示的金屬表面絕緣隔離層、損傷傳感層和封裝保護(hù)層的一體化3層結(jié)構(gòu)。各層的厚度均為微米級(jí)，傳感器與基體結(jié)構(gòu)高度一體化，多布置在金屬連接結(jié)構(gòu)的孔邊等危險(xiǎn)部位。

絕緣層實(shí)現(xiàn)傳感器電位監(jiān)測(cè)信息與金屬基體結(jié)構(gòu)的有效隔離，同時(shí)保證傳感器與金屬基體結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密；當(dāng)金屬基體結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)疲勞裂紋時(shí)，具有隨附損傷特性的薄膜電阻層會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的裂紋并與基體結(jié)構(gòu)表面裂紋同步擴(kuò)展，引起損傷區(qū)域內(nèi)的電位場(chǎng)發(fā)生變化，從而可以通過(guò)分析薄膜電阻層電阻(電位)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化獲得裂紋的相關(guān)信息[1]；封裝保護(hù)層用以消除各種外界因素對(duì)電位監(jiān)測(cè)信息的干擾，同時(shí)避免傳感器受到腐蝕、磨損、撞擊等意外損傷，并支持薄膜電阻層耐久性的提高。

1.2 傳感器平面陣列

文獻(xiàn)[1]中將PVD薄膜傳感器設(shè)計(jì)為如圖2(a)所示的幣狀平面結(jié)構(gòu)，該型PVD薄膜傳感器制備工藝較為簡(jiǎn)單，對(duì)鍍膜精度要求較低。但從監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，該型傳感器監(jiān)測(cè)電位與裂紋長(zhǎng)度為復(fù)雜的非線性關(guān)系，若需要對(duì)裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行定量測(cè)量，須針對(duì)布設(shè)構(gòu)件進(jìn)行裂紋長(zhǎng)度與監(jiān)測(cè)電位的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，尤其是在裂紋擴(kuò)展初期，此時(shí)的裂紋長(zhǎng)度較小，裂紋擴(kuò)展引起的監(jiān)測(cè)電位變化非常小。文獻(xiàn)[10]中提出了一種如圖2(b)所示的同心環(huán)狀薄膜傳感器陣列，該陣列包含數(shù)個(gè)同圓心的PVD薄膜傳感器通道，通過(guò)設(shè)定適當(dāng)?shù)耐ǖ谰€寬和通道間隔，根據(jù)各通道的監(jiān)測(cè)電位值來(lái)判斷裂紋尖端所在區(qū)域并給出裂紋長(zhǎng)度的估計(jì)值。由于各通道線寬相對(duì)于幣狀傳感器尺寸大大減小，在裂紋前緣初進(jìn)入傳感器監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)，監(jiān)測(cè)電位變化更為明顯。

圖2 PVD薄膜傳感器平面結(jié)構(gòu)(a)幣狀；(b)同心環(huán)狀Fig.2 Planar structure of PVD film sensor(a)coin shape;(b)concentric ring shape

1.3 傳感器制備

飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的鋁合金構(gòu)件普遍采用陽(yáng)極氧化工藝制備Al2O3絕緣層，用來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗腐蝕、耐磨損性能。因此選用陽(yáng)極氧化工藝制備絕緣隔離層，便于PVD薄膜傳感器在鋁合金結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用。本研究采用正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)法，得出適用于國(guó)產(chǎn)LY12-CZ鋁合金的硼酸-硫酸陽(yáng)極氧化工藝[11]，具體參數(shù)如表1所示，具體工藝流程同文獻(xiàn)[2]。隨后經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)調(diào)整出如表2所示的適用于LY12-CZ材料陽(yáng)極氧化層的離子鍍膜工藝參數(shù)，制備PVD薄膜傳感器的損傷傳感層。最后采用N-90-A絕緣樹(shù)脂對(duì)損傷傳感層進(jìn)行封裝保護(hù)。

表1 陽(yáng)極氧化工藝參數(shù)Table 1 Anodic oxidation parameter

表2 離子鍍膜工藝參數(shù)Table 2 Ion plating parameter

2 疲勞裂紋監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)件及傳感器布置

本研究采用尺寸如圖3所示的LY12-CZ中心孔板模擬現(xiàn)代飛機(jī)中螺栓孔等危險(xiǎn)部位，用1.3節(jié)中的工藝參數(shù)，制備在中心孔邊處帶有幣狀、1mm寬同心雙環(huán)狀、0.5mm寬同心三環(huán)狀3種不同形狀的PVD薄膜傳感器的實(shí)驗(yàn)件各15件。制備封裝完成的PVD薄膜傳感器如圖4所示。

圖3 LY12-CZ中心孔板實(shí)驗(yàn)件尺寸示意圖Fig.3 Dimension diagram of LY12-CZ specimen with central hole

2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

現(xiàn)有的檢測(cè)概率實(shí)驗(yàn)方案[12]中，研究對(duì)象均為傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)方法。一般按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，制備一定數(shù)量的帶裂紋與不帶裂紋實(shí)驗(yàn)件。然后用規(guī)定的無(wú)損檢測(cè)手段，在規(guī)定的條件下(包括工作環(huán)境、照明度、檢測(cè)人員技術(shù)水平等)下，對(duì)以上實(shí)驗(yàn)件進(jìn)行反復(fù)檢測(cè)，最終得到不同裂紋長(zhǎng)度下的裂紋檢出數(shù)與漏檢數(shù)等數(shù)據(jù)。

但PVD薄膜傳感器與基體結(jié)構(gòu)高度一體化集成，對(duì)裂紋的監(jiān)測(cè)主要基于其與基體結(jié)構(gòu)的損傷一致性，其對(duì)于結(jié)構(gòu)裂紋的監(jiān)測(cè)貫穿于其萌生與擴(kuò)展全過(guò)程，是在線且連續(xù)的。因此，對(duì)于同一實(shí)驗(yàn)件反復(fù)檢測(cè)的結(jié)果是不獨(dú)立的。對(duì)于以上制備的實(shí)驗(yàn)件按如下條件分別展開(kāi)疲勞裂紋監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)：

采用MTS810型液壓伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)，以15Hz的加載頻率，在峰值載荷σmax=150MPa、應(yīng)力比R=0.05條件下對(duì)試樣加載常幅疲勞載荷。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用課題組自主研制的組合式讀數(shù)攝像平臺(tái)(帶顯微鏡、數(shù)顯游標(biāo)卡尺)實(shí)時(shí)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)件孔邊裂紋的萌生、擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)；對(duì)傳感器各通道施加10mA的恒定直流電流，使用ARTUSB2828數(shù)據(jù)采集卡和VICTOR86B數(shù)字多用表對(duì)PVD薄膜傳感器各通道的輸出電位進(jìn)行全程跟蹤記錄。

在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，疲勞裂紋形狀不盡規(guī)則。故本研究中定義名義裂紋長(zhǎng)度為：將裂紋投影到垂直于試樣縱向軸線的中心孔圓心所在平面內(nèi)后，該平面中裂紋前緣投影點(diǎn)到中心孔邊緣點(diǎn)之間的距離。前期每1000次加載循環(huán)后停止加載循環(huán)載荷，施加峰值載荷大小的靜載荷，仔細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)件危險(xiǎn)部位是否存在裂紋，當(dāng)觀測(cè)到有裂紋萌生時(shí)，將加載頻率降為5Hz，以便于實(shí)時(shí)觀測(cè)裂紋擴(kuò)展情況。在實(shí)驗(yàn)全過(guò)程中對(duì)輸出電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)輸出電位超過(guò)判定閾值時(shí)，記錄此時(shí)名義裂紋長(zhǎng)度作為單次監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的最小檢出裂紋長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀測(cè)到的裂紋形貌圖5所示。

圖5 疲勞裂紋形貌(a)幣狀；(b)1mm線寬同心雙環(huán)狀；(c)0.5mm線寬同心三環(huán)狀Fig.5 Fatigue crack morphology(a)coin shape;(b)1mm concentric dual ring shape；(c)0.5mm concentric tricyclic shape

2.3 監(jiān)測(cè)信號(hào)及檢測(cè)判定

圖6分別是幣狀、1mm線寬同心雙環(huán)狀、0.5mm線寬同心三環(huán)狀3種形狀PVD薄膜傳感器的典型輸出電位差信號(hào)曲線。實(shí)驗(yàn)時(shí)，薄膜傳感器的監(jiān)測(cè)通道按照從孔邊由內(nèi)至外的順序被依次接入數(shù)據(jù)采集卡的channel 1，channel 2，channel 3。結(jié)合電位法監(jiān)測(cè)裂紋原理及實(shí)驗(yàn)中通過(guò)顯微鏡的對(duì)比觀測(cè)可知，每一通道的電位差信號(hào)曲線在一個(gè)完整的裂紋監(jiān)測(cè)曲線中可以被分為三個(gè)典型的特征部分：第一部分為電位差在低值以極小幅度震蕩，對(duì)應(yīng)裂紋尚未萌生或擴(kuò)展進(jìn)入傳感器通道相應(yīng)區(qū)域；第二部分為電位差突然上升并大幅度震蕩，對(duì)應(yīng)裂紋擴(kuò)展進(jìn)入傳感器相應(yīng)通道內(nèi)，此時(shí)裂紋長(zhǎng)度較短，在峰值載荷作用下裂紋被拉開(kāi)，而在小載荷作用下裂紋部分閉合，循環(huán)加載過(guò)程中使傳感器斷面不斷接觸分開(kāi)導(dǎo)致電流周期性導(dǎo)通與斷開(kāi)；第三部分為電位差停止增長(zhǎng)并穩(wěn)定在高電位，對(duì)應(yīng)裂紋已經(jīng)擴(kuò)展通過(guò)該通道監(jiān)測(cè)區(qū)域。由圖6(a)可知：幣狀傳感器的電位差曲線在第一部分中十分平緩，第二部分中電位差上升較慢、震蕩幅度較小。由圖6(b)，(c)可知：幣狀傳感器的導(dǎo)電橫截面積顯著大于同心環(huán)狀傳感器，因此在第一部分使電位差較為穩(wěn)定的保持在低值。同心環(huán)狀傳感器因?yàn)橥ǖ缹挾瘸叽绺鼮榻咏鸭y的特征尺寸，當(dāng)裂紋擴(kuò)展入該通道時(shí)，極易造成該通道斷路，因此電位差曲線在進(jìn)入第二部分時(shí)急劇上升。而內(nèi)外環(huán)之間電位差曲線第二部分的持續(xù)時(shí)間的區(qū)別，在趨勢(shì)上與裂紋由內(nèi)至外的擴(kuò)展速率的變化相吻合。

由以上分析可知，PVD薄膜傳感器的輸出電位曲線中，電位差的突然上升對(duì)應(yīng)于裂紋的萌生和擴(kuò)展，且在無(wú)裂紋時(shí)傳感器輸出電位信號(hào)中有噪聲存在。因此，需要設(shè)定一個(gè)電位差閾值作為損傷判定的邊界，當(dāng)電位差大于此閾值時(shí)認(rèn)為存在裂紋。通常判定閾值的選擇需要考慮兩方面：盡可能降低誤報(bào)率；盡可能減小最小可檢出裂紋尺寸與增大檢出概率[13]。但本研究的主要目的為PVD薄膜傳感器的裂紋檢出概率的測(cè)定與分析，且PVD薄膜傳感器的噪聲分布未知，故根據(jù)以往的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和噪聲統(tǒng)計(jì)，對(duì)于每一種類(lèi)型的傳感器選擇最大噪聲值的1.1倍作為判定閾值，這樣可確保傳感器具有盡可能低的誤報(bào)率且避免了不同傳感器噪聲水平的差異導(dǎo)致的判定閾值不適用。

圖6 PVD薄膜傳感器輸出電位信號(hào)(a)幣狀；(b)1mm線寬同心雙環(huán)狀；(c)0.5mm線寬同心三環(huán)狀Fig.6 Output electrical signal of PVD film sensor(a)coin shape;(b)1mm concentric dual ring shape；(c)0.5mm concentric tricyclic shape

3 裂紋監(jiān)測(cè)概率分析

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

對(duì)裂紋檢測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理方法主要有等裂紋尺寸間隔法、等子樣容量法、重疊間隔法、最佳概率法等[14]。由于PVD薄膜傳感器對(duì)金屬結(jié)構(gòu)裂紋的監(jiān)測(cè)貫穿于其萌生、擴(kuò)展的全過(guò)程，無(wú)法人為預(yù)制指定長(zhǎng)度的裂紋并進(jìn)行獨(dú)立重復(fù)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。為了充分利用有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采取如下數(shù)據(jù)處理方式：

將實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)整理，單通道幣狀、1mm線寬雙通道同心環(huán)狀、0.5mm線寬三通道同心環(huán)狀薄膜傳感器的最小檢出裂紋長(zhǎng)度分布如圖7所示，可見(jiàn)同種傳感器的最小可檢裂紋長(zhǎng)度具有一定分散性。3種形狀傳感器的平均最小可檢裂紋長(zhǎng)度分別為0.679,0.194,

圖7 最小可檢裂紋尺寸分布Fig.7 Distribution of minimum detectable crack length

0.057mm。對(duì)于相同形狀的薄膜傳感器，由于鍍膜工藝、裂紋測(cè)量誤差等影響，最小可檢裂紋長(zhǎng)度存在較大分散性。

將上述所有最小可檢裂紋長(zhǎng)度都依次作為裂紋尺寸間隔的分段端點(diǎn)，所有最小可檢裂紋長(zhǎng)度小于該長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，在該間隔范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)均為成功檢出，反之則記為未成功檢出，統(tǒng)計(jì)出各裂紋尺寸間隔內(nèi)的裂紋檢出次數(shù)Sn(每一尺寸間隔內(nèi)獨(dú)立裂紋檢測(cè)次數(shù)n均按照實(shí)驗(yàn)件總件數(shù)45件計(jì))，取裂紋區(qū)間上左端點(diǎn)值代表裂紋區(qū)間的裂紋長(zhǎng)度，即得到裂紋監(jiān)測(cè)概率分析的原始數(shù)據(jù)。

3.2 PVD薄膜傳感器檢測(cè)概率曲線

將PVD薄膜傳感器在指定長(zhǎng)度裂紋下的裂紋檢測(cè)作為一次隨機(jī)實(shí)驗(yàn)，則在n件實(shí)驗(yàn)件的獨(dú)立檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，檢出裂紋的次數(shù)S為一隨機(jī)變量，該隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布，即

(1)

(2)

(3)

式中：f1=2(n-Sn+1)為F分布的上自由度；f2=2Sn為F分布的上側(cè)百分位點(diǎn)；X為F分布的上95%分位點(diǎn)。根據(jù)以上公式即可求出對(duì)應(yīng)裂紋長(zhǎng)度下的檢測(cè)概率置信下限值，擬合散點(diǎn)即得到檢測(cè)概率曲線如圖8所示。

圖8 PVD薄膜傳感器檢測(cè)概率Fig.8 Probability of detection of PVD film sensor

由圖8可知，PVD薄膜傳感器對(duì)于小于1mm尺寸的裂紋檢出概率較高，共45件實(shí)驗(yàn)件均成功檢測(cè)出裂紋，平均最小可檢裂紋長(zhǎng)度達(dá)到0.31mm，其中最大的最小可檢裂紋長(zhǎng)度僅為0.99mm。在95%置信水平下，對(duì)長(zhǎng)度大于0.99mm的裂紋檢出概率可達(dá)93.56%。

3.3 不同形狀傳感器POD曲線比較

采用同樣的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)方法，分別做出幣狀、1mm線寬同心雙環(huán)狀、0.5mm線寬同心三環(huán)狀3種不同形狀的PVD薄膜傳感器的裂紋檢測(cè)概率曲線，如圖9所示。其中實(shí)心圖標(biāo)代表檢測(cè)概率的點(diǎn)估計(jì)值，空心圖標(biāo)代表檢測(cè)概率在置信水平為95%時(shí)的置信下限，三角形、圓形、方形圖標(biāo)分別代表幣狀、1mm線寬同心雙環(huán)狀、0.5mm線寬同心三環(huán)狀薄膜傳感器。

圖9 不同形狀PVD薄膜傳感器檢測(cè)概率Fig.9 Probability of detection of PVD film sensor in different shape

從圖9可看出，當(dāng)裂紋尺寸逐漸增大，并超過(guò)一定程度時(shí)，檢出概率趨于一定值。相比于幣狀薄膜傳感器，同心環(huán)狀薄膜傳感器對(duì)于小尺寸裂紋(0.5mm以下)更加敏感，且傳感器通道寬度越小，對(duì)于小尺寸裂紋的檢出概率越大。這是因?yàn)殡S著金屬基體中裂紋的萌生與擴(kuò)展，PVD薄膜發(fā)生相應(yīng)的破壞，這種破壞永久改變了PVD薄膜損傷傳感層的導(dǎo)通橫截面積。對(duì)于相同尺寸的裂紋而言，PVD薄膜傳感器寬度越小，損傷傳感層導(dǎo)通橫截面積改變的百分比越大，進(jìn)而造成薄膜傳感器輸出電位信號(hào)的變化越大，能更加靈敏地監(jiān)測(cè)到損傷。

受限于實(shí)驗(yàn)件數(shù)的限制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在同樣滿(mǎn)足95%置信水平時(shí)：幣狀傳感器對(duì)0.99mm及以上長(zhǎng)度的裂紋檢測(cè)概率能達(dá)到最大值81.2%，1mm線寬同心雙環(huán)狀傳感器對(duì)0.28mm及以上長(zhǎng)度的裂紋檢測(cè)概率能達(dá)到最大值81.2%，0.5mm線寬同心三環(huán)狀對(duì)0.28mm及以上長(zhǎng)度的裂紋檢測(cè)概率能達(dá)到最大值81.2%。

4 結(jié)論

(1)在實(shí)驗(yàn)室條件下，測(cè)定了PVD薄膜傳感器的裂紋檢出概率曲線，其對(duì)金屬結(jié)構(gòu)裂紋尤其是小尺寸裂紋的檢出概率較高，在實(shí)驗(yàn)中全部成功檢出裂紋。對(duì)于0.79mm的名義裂紋的檢測(cè)概率能在95%置信水平下達(dá)到90%，具有一定的應(yīng)用潛力。

(2)采用幣狀、1mm寬同心環(huán)狀、0.5mm寬同心環(huán)狀3種形狀的薄膜傳感器進(jìn)行了裂紋監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行了信號(hào)分析與檢出概率曲線測(cè)定，同心環(huán)狀薄膜傳感器的最小可檢裂紋長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于幣狀薄膜傳感器，在實(shí)驗(yàn)中均能在名義裂紋尺寸小于0.4mm時(shí)將其成功檢出。0.5mm寬同心三環(huán)狀薄膜傳感器的最小可檢裂紋長(zhǎng)度略小于1mm線寬同心雙環(huán)狀薄膜傳感器，最小可達(dá)到0.02mm。

(3)根據(jù)PVD薄膜傳感器對(duì)裂紋實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，對(duì)無(wú)損檢測(cè)手段的裂紋檢出概率測(cè)定方法進(jìn)行了改進(jìn)，數(shù)據(jù)可靠，結(jié)果準(zhǔn)確。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中較為復(fù)雜的影響因素，如判定閾值的選取標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)件本身缺陷等沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)討論，僅從工程應(yīng)用角度進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)子樣偏小，可能會(huì)引起一定誤差。