|
9:00
|
Michael
Hemza
|
B3
|
Ing. Přemysl Fitl, Ph.D.
|
Návrh logaritmického zesilovače pro měření odporu s využitím IO LOG 112.
|
detail
Návrh logaritmického zesilovače pro měření odporu s využitím IO LOG 112.
Při měření odezvy polovodičových senzorů může dojít při velké změně jejich odporu k samočinnému přepnutí měřicího rozsahu, což může zapříčinit ostrý zlom v záznamu odporu. Pro eliminaci tohoto jevu lze měřit odpor logaritmickým zesilovačem.
Běžné konstrukce využívají operačního zesilovače a polovodičového prvku ve zpětné vazbě. Nevýhodou takového řešení i přes složité vnější kompenzace je teplotní nestabilita zapojení. Zmíněný nedostatek lze vyřešit vyšší mírou integrace, kdy veškeré nutné součástky se nacházejí v jednom pouzdře. To je i případ zvoleného IO LOG 112.
Poměr proudů vstupujících do obvodu je možné měnit v rozmezí několika řádů. Výstupní napětí je přímo úměrné logaritmu podílu vstupujících proudů. Měřicí napětí bylo zvoleno 1 V a je odvozeno od vnitřní reference IO. Referenční odpor je 1 kΩ.
Zapojení je obměnou katalogového, simuloval jsem v programu Tina-TI. Simulace přinesla uspokojivé výsledky, postavil jsem tedy obvod na nepájivém poli přípravku Elvis. Vyzkoušel jsem i velké hodnoty odporů, např. 2 GΩ, a zapojení fungovalo správně, ale už se projevovaly nedokonalosti provizorní konstrukce.
Návrh DPS jsem provedl v KiCADu. Cílem je integrovat do jedné krabičky logaritmický zesilovač spojený s A/D převodníkem i topení a hlídání teploty měřeného senzoru.
![]()
|
|
9:20
|
David
Kavka
|
B3
|
RNDr. Pavel Galář, Ph.D.
|
Studie opakovatelnosti a optimalizace přípravy nanočástic křemíku pomocí netermálního nízkotlakého plazmatu
|
detail
Studie opakovatelnosti a optimalizace přípravy nanočástic křemíku pomocí netermálního nízkotlakého plazmatu
Křemíkové nanoformy tvoří aplikačně velmi atraktivní skupinu nanomateriálů kombinujících polovodičové vlastnosti objemového křemíku a vlastností získaných vlivem vysokého poměru povrchu ku objemu a kvantového rozměrového jevu. Výjimečné postavení mezi křemíkovými nanoformami mají křemíkové nanokrystaly (SiNK) vykazující efektivní generaci světla, mechanickou odolnost nebo povrchovou reaktivitu, čehož se dá využít například v medicíně, fotonice nebo Li-ion bateriové technologii.
Problémem tohoto materiálu je absence efektivní a precizní metody jeho syntézy. Mezi současně nejperspektivnější postupy syntézy SiNK patří metoda využívající nízkotlakého netermálního plazmatu (NTP). Metoda NTP je založena na disociaci pracovního plynu obsahujícího křemík pomocí netermálního plazmatu za následného formování křemíkových nanočástic. Přestože je tato metoda schopna až řádově vyššího výtěžku než ostatní postupy přípravy SiNK, je velmi citlivá na přesné nastavení a udržení syntetizačních parametrů.
Cílem této práce je mapování opakovatelnosti aparatury na přípravu SiNK pomocí NTP, studium vlivu různých parametrů na kvalitu vzniklých nanočástic, což by mělo vést k zvýšení kvality vzniklých nanočástic a zjednodušení úpravy podmínek přípravy na základě nedostatků připravených nanočástic.
|
|
9:40
|
Radim
Weisser
|
B3
|
RNDr. Pavel Galář, Ph.D.
|
Superkondenzátory založené na vodných elektrolytech s vysokou koncentrací solí
|
detail
Superkondenzátory založené na vodných elektrolytech s vysokou koncentrací solí
Současná energeticky náročná doba klade velký důraz na efektivní úschovu elektrické energie. Aktuálně nejběžnějším způsobem úschovy elektrické energie jsou baterie, které jsou schopny pojmout relativně velké množství energie ve formě elektrochemických reakcí, ale nejsou schopny tuto energii přijímat nebo vydávat v krátkém časovém úseku. Tento problém odpadá v případě uskladnění elektrické energie v superkondenzátorech, což jsou elektrochemická zařízení schopna uschovat elektrickou energii ve formě elektrostatického pole. Superkondenzátory sice nemají tak vysokou hustotu energie jako baterie, ale za to mají vysoký okamžitý měrný výkon. Díky principu svého fungování mají superkondenzátory také vysokou cyklickou životnost. Ve své práci zkoumám vlastnosti superkondenzátorů typu EDLC (Electrostatic Double-Layer Capacitor). Jako materiál pro elektrody je využit aktivní uhlík a jako elektrolyt vodný roztok o vysoké koncentraci chloristanové soli. Dosavadní experimenty s těmito superkondenzátory ukázaly příznivé hodnoty svorkového napětí, díky poměrně širokému elektrochemickému oknu stability elektrolytu. Cílem práce je zkoumat vlastnosti superkondenzátorů s vodnými elektrolyty a elektrodami připravenými z aktivního uhlíku, přičemž se i snažit tyto vlastnosti optimalizovat.
![]()
|
|
10:00
|
Bc.
Tereza
Černá
|
M2
|
RNDr. Pavel Galář, Ph.D.
|
Studium kvantového výtěžku fotoluminiscence křemíkových vakancí v diamantu
|
detail
Studium kvantového výtěžku fotoluminiscence křemíkových vakancí v diamantu
Diamantová barevná centra jsou defekty diamantové mřížky, které mohou vyzařovat jednotlivé fotony. Jejich vlastnosti jsou vhodné pro kvantové výpočty, metrologii a senzoriku. Jedním ze slibných barevných center jsou křemíkové centra (SiV). SiV centra se skládají z atomu křemíku umístěného mezi dvěma neobsazenými místy v diamantové mřížce. Mezi další zajímavá barevná centra patří cínová nebo germániová. Zmíněná centra mají velmi úzkou emisní čáru oproti například dusíkovým centrům, nicméně jejich jas je relativně nízký. Předmětem práce je měření kvantového výtěžku na různých vzorcích diamantu. Kvantový výtěžek se zkoumá pro lepší porozumění příčiny nižšího jasu SiV center. Měření se provádí na vzorcích s různým postupem přípravy, jedná se o nanokrystalické diamanty, diamanty připravené metodou depozice chemický par (CVD) a monokrystalické diamanty. Diamantové vrstvy vznikající metodou CVD jsou velice citlivé na podmínky syntézy, lze při ní tedy vytvářet série vzorků s kontrolovaným množstvím center. Zároveň lze takto ovlivňovat samotnou strukturu vzorku (menší a větší diamantová zrna ve vrstvě). Dalším krokem bude měření doznívání fotoluminiscence. Tato data by dohromady měla poskytnout dostatek informací, aby mohla být objasněna fyzikální příčina nízkého jasu SiV center.
![]()
|
|
10:20
|
Bc.
Jakub
Kopenec
|
M2
|
RNDr. Pavel Galář, Ph.D.
|
Studium vznětlivosti a uvolněné energie při hoření křemíkových nanočástic
|
detail
Studium vznětlivosti a uvolněné energie při hoření křemíkových nanočástic
Křemíkové nanostruktury jsou cestou, která rozvíjí již rozsáhlé možnosti využití křemíku(Si). Jednou překážkou jejich masového využití je náročná syntéza, která je s vysokým materiálovým výtěžkem téměř nemožná. Jednou z nejefektivnějších metod je syntéza pomocí netermálního plazmatu ze silanu. Si nanočástice(SiNPs)syntetizované tímto způsobem mají, oproti jiným metodám, téměř desetinásobný výtěžek, a navíc vykazují i dobrou krystalinitu a povrchové vlastnosti. SiNPs vyrobené touto metodou však mohou obsahovat velké množství povrchově vázaného vodíku(H2). To je na jednu stranu dobrá vlastnost pro aplikace spojené s uskladňováním H2, ale současně díky růstu jejich vznětlivosti i omezující faktor pro jejich využít například v technologii Li-Ion baterií, kde se využívají v hybridních elektrodách. V této práci jsme se zaměřili na studium vlivu podmínek syntézy(s tím spojené struktury a povrchové chemie SiNPs)na jejich vznětlivost a na hodnoty uvolněné energie hořením. Naše měření ukázala, že s růstem množství vodíku v pracovním plynu nedochází pouze ke změně struktury SiNPs a povrchové chemie, ale také ke zvýšení jejich vznětlivosti a vyšším hodnotám spalovací energie. V extrémních situacích jsme byli schopni syntetizovat SiNPs vznětlivé při již 140oC a o spalovací energii 7613 cal/g.
![]()
|
|
10:40
|
Bc.
Filip
Matějka
|
M2
|
RNDr. Pavel Galář, Ph.D.
|
Interakce plazmového výboje s kapalinami za vzniku prostředí vhodného pro terminaci povrchu křímkových nanočástic
|
detail
Interakce plazmového výboje s kapalinami za vzniku prostředí vhodného pro terminaci povrchu křímkových nanočástic
Plazmatický výboj má mnoho aplikací v průmyslu i výzkumu při interakcích s materiály. Nízkoteplotní plazma (NTP) je vhodné pro měkké interakce s organickým materiály. Je využito i jako mediátor pro chemické reakce na površích anorganických materiálů, např. aktivace kapalin, kde NTP generuje reaktivní prostředí.
Tato práce pojednává o využití NTP k aktivaci organických kapalin za účelem následné cílené terminace křemíkových nano-krystalů (SiNK). Cílená změna povrchové chemie SiNK je významný a obtížně upravitelný parametr, který umožňuje zásadně měnit jejich fyzikálně-chemické vlastnosti (fotoluminiscenci (PL), reaktivitu, dispergovatelnost). Pro generaci reaktivního prostředí (aktivaci kapalin) byla využita pulsní přechodová jiskra umístěná v navrženém boxu, plněném dusíkem či argonem pro zamezení odparu a stabilizaci výboje. Byly zkoumány molekuly, jejichž struktura vykazuje dipóly (např. ethanol), pro zajištění interakce elektronů s molekulami (výboje s kapalinou), a molekuly s dvojnou vazbou. Efekt modifikace povrchu SiNK je charakterizován na základě změny PL vlastností. Povrchová chemie je studována pomocí FTIR spektroskopie a afinita k prostředí pomocí DLS. Efektivní aktivaci a modifikaci SiNK lze provést i pro anorganické látky (vodu), měření jsou uvedena jako referenční.
![]()
|
|
11:00
|
Bc.
David
Müller
|
M2
|
Ing. Přemysl Fitl, Ph.D.
|
Automatizace ultrazvukové defektoskopie
|
detail
Automatizace ultrazvukové defektoskopie
Defektoskopie neboli nedestruktivní testování je soubor metod používaných pro odhalení vad ve výrobku, aniž by došlo k jeho poškození. Jednou z velmi často využívaných je právě ultrazvuková metoda. Pomocí ultrazvuku lze odhalit vady materiálu pod povrchem. Testovaný výrobek má často velmi komplexně členitý povrch – například karoserie automobilu a jeho inspekce zabere spoustu času. Automatizace takového procesu není jednoduchá a zvládnutí takového úkonu vyžaduje nasazení speciálních robotů s využitím umělé inteligence. Práce probíhá s využitím 6-osé robotické paže Fanuc. Software je vyvíjen v prostředí NI LabView za pomoci komerčně dodávané knihovny k ovládání robota – Digimetrix. Architektura softwaru se skládá z 5 modulů: modul pro sběr dat z měření ultrazvukového signálu, modul pro zpracování signálu, modul pro ovládání robota, modul pro navigaci robota a modul grafického rozhraní aplikace. Měření zpočátku probíhalo na etalonech se svary o známé kvalitě s cílem změřit optimální přítlak a možné odchýlení ultrazvukové sondy. Cílem práce je vyvinout software pro automatické vyhodnocení kvality bodových svarů na karoserii automobilu.
|
