где т — число строк или число элементов изображения в строке.
Наряду с положительными чертами необходимо отметить, что телевизионные системы сравнительно дороги и сложны, что заставляет внимательно рассматривать целесообразность их применения с экономической точки зрения.
5.9.Интерференционные методы контроля качества
Отличительной чертой интерференционных методов оптического контроля является взаимодействие двух потоков света. К интерференционным методам относятся: интерферометрический, дифракционный, фазово-контрастный, рефрактометрический и голографический. Они основаны на изменении энергии и фазы вторичных потоков после взаимодействия с контролируемым объектом, его элементами или частями. Поскольку величиной, определяющей набег фазы, является длина волны, интерференционные методы обеспечивают измерения и контроль параметров объектов до долей длины волны. Обычно погрешность или разрешающая способность такого рода аппаратуры составляет 0,1. В связи с высокой разрешающей способностью и чувствительностью этих методов большое внимание должно быть уделено неизменности условий контроля, в том числе и параметров окружающей среды. Например, наличие на пути одного из световых потоков газа с переменными оптическими свойствами (нагретый или охлажденный воздух, дым, испарения) или температурные изменения размеров некоторых элементов аппаратуры могут существенно искажать результаты контроля. Интерференционные методы успешно применяются для высокоточного измерения геометрических размеров, физико-химических свойств (в первую очередь оптических), реже — для дефектоскопии и контроля внутреннего строения изделий.
Для целей неразрушающего контроля могут применяться интерферометры — стандартные измерительные приборы, распространенные в технике точных геометрических измерений. Они позволяют измерять различные геометрические размеры, в том числе толщины прозрачных покрытий, с погрешностью до 0,1 мкм, шероховатость и неровности на исследуемой поверхности такого же порядка. На рис. 5.10 показана схема конструкции микроинтерферометра для контроля качества поверхности путем сравнения с эталоном поверхности, а на рис. 5.11 — вид изображения в поле зрения интерферометра при наличии дефектов на поверхности (трещины и выступы).
Источник света ИС (лампа накаливания, лазер) с помощью конденсора Л1— Ji2формирует световой поток. Выделенная монохроматическим фильтром Ф и диафрагмой Miего часть попадает на полупрозрачное зеркало 3iи делится на два когерентных пучка. Один из пучков фокусируется на контролируемый объект КО, помещенный на предметный столик ПС, а другой —на поверхность эталонного зеркала 32. Отраженные лучи через микрообъективы MO1 и МОг и полупрозрачное зеркало 3iпопадают в окуляр Лз, Л4) содержащий ряд линз и ограничивающую диафрагму Дг. Налагаясь в поле зрения, рабочий и эталонный световые потоки образуют интерференционную картину.
В случае плоских поверхностей объекта и эталона интерферо-грамма будет иметь вид параллельных светлых (потоки налагаются в фазе) и темных полос (фазы противоположны). Наличие кривизны и дефектов поверхности (трещин, впадин, царапин, рисок или наплывов, выступов, задиров и т. п.) контролируемого объекта приводит к появлению регулярно изменяющегося или местного изменения набега фазы отраженного светового потока, что ведет к искривлению линий интерференционной картины (рис. 6.11).
111
Это позволяет обнаружить отклонение от плоскостности, дефекты и неровности поверхности и оценивать их величину. Так, при освещении монохроматическим светом глубина (высота) неровности может быть оценена по выражению
где —изгиб, соответствующий интерференционной линии, а l — интервал между интерференционными линиями. Отношение 
оценивается оператором или рассчитывается после измерения соответствующих величин с помощью измерительной сетки или микрометрического винта интерферометра. Таким образом легко изучаются микронарушения поверхности размером 0,1—1 мкм. Фокусируя на резкость интерференционные полосы последовательно на предельные точки дефекта или по глубине прозрачного контролируемого объекта, можно определять дефекты в виде рисок или трещин глубиной 20—100 мкм при ширине около 0,25 мкм.
Перемещение контролируемого объекта или эталонного зеркала приводит к смещению интерференционных полос, по которому можно находить абсолютные размеры элементов контролируемого объекта, толщину покрытий, глубину отверстий и т. д. с высокой точностью по отработанным стандартным методикам.
Метод фазового контраста применяют для наблюдения объектов или деталей, отличающихся от окружающей среды только показателем преломления. Фазы электромагнитных волн падающей и рассеянной на границе среды или неоднородности отличаются на /2. Если добавить сдвиг фазы еще п/2, то незначительная разность фаз волн от объекта за счет перепада коэффициента преломления преобразуется в относительно большое приращение интенсивности вследствие интерференции падающего и рассеянного света. Необходимый дополнительный сдвиг фаз можно получить, помещая в задней фокальной плоскости объектива небольшую пластину, через которую будет проходить только прямой свет, а дифрагированным светом, прошедшим через нее, ввиду малости размеров можно пренебречь.
Разработаны и специализированные приборы для толщинометрии на базе дифракционных явлений. Примером может служить прибор для измерения диаметра тонкой проволоки 2—20 мкм с погрешностью не более 1%. Если поместить провод на пути лазерного пучка с диаметром больше максимального диаметра провода, то на некотором расстоянии от него будет наблюдаться дифракционная картина в виде пятен с убывающей от центра яркостью, расстояние между которыми пропорционально отношению длины волны к диаметру провода. Отсчитав с помощью цифрового устройства расстояние от центра картины до выбранного пятна света (обычно до 8—15), путем пересчета получают значение диаметра провода.
112