|
|
Vývoj nové generace zařízení s pokročilou diagnostikou pro stanovení kontaktní degradace
Dvořáček, Jiří ; Hájek, Karel (oponent) ; Náhlík, Luboš (oponent) ; Pazdera, Luboš (oponent) ; Mazal, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem metodiky pro identifikaci poškození axiálních ložisek s využitím metody akustické emise. Součástí práce je návrh hydraulického způsobu zatěžování zkušebních vzorků a axiálních ložisek s možností programovatelného nastavení síly a délky zatěžovacích cyklů při zkouškách kontaktní únavy na stanicích Axmat. Jsou navrženy úpravy konstrukčních prvků (vlnovodů) pro snímání signálu akustické emise zvolenou aparaturou, včetně modifikací software pro snímání získaných dat. Na popsaných experimentech je ověřena funkčnost zařízení na kruhových zkušebních vzorcích a na axiálních ložiscích. Součástí práce je navržení nové metodiky identifikace počátečních stádií kontaktní únavy s využitím kombinace diagnostických metod.
|
|
|
Využití metody akustické emise pro zpřesnění diagnostiky vzniku poškození radiálních ložisek
Hort, Filip ; Pazdera, Luboš (oponent) ; Hájek, Karel (oponent) ; Samek,, Jiří (oponent) ; Mazal, Pavel (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá studiem možnosti využití metody akustické emise, jako nástroje pro zpřesnění identifikace vzniku poškození radiálních ložisek. Práce obsahuje porovnání různých metod hodnocení poškození ložisek při laboratorních zkouškách. Dále je zohledněno i použité vazebné prostředí mezi stykovými plochami snímačů a snímaných povrchů. Praktická část zahrnuje představení experimentální stanice a provedených konstrukční úprav. Hlavní část práce tvoří podrobně rozebrané příklady tři typů experimentálních zkoušek, které simulují možné poruchy ložisek a jejich projevy ve snímaném signálu. Součástí je také vypracovaná metodika zkoušení s doporučenými hodnotami pro nastavení společného měření signálu AE, vibrací a teploty.
|
|
|
Syntéza moderních struktur kmitočtových filtrů
Friedl, Martin ; Hájek, Karel (oponent) ; Brančík, Lubomír (oponent) ; Sedláček, Jiří (vedoucí práce)
Perspektivní oblastí, kam se zaměřuje současná pozornost v oboru syntézy moderních kmitočtových struktur, je oblast kmitočtů filtrů do 10 MHz, neboť rychlý rozvoj moderních technologií umožňuje realizaci moderních struktur analogových kmitočtových filtrů i v této požadované oblasti. V souvislosti s tím je však třeba propracovat metody syntézy a optimalizace těchto struktur s ohledem na možnosti současných moderních aktivních prvků (operační zesilovače s napěťovou zpětnou vazbou s tranzitním kmitočtem řádově jednotky GHz, operační zesilovače s proudovou zpětnou vazbou, konvejory, transimpedanční operační zesilovače). V této práci byly podrobně analyzovány aktivní bloky syntetických induktorů (SI) a frekvenčně závislých negativních rezistorů (FDNR) a byly odvozeny vztahy pro jejich základní parametry. Pozornost byla zaměřena na optimalizaci základních stavebních bloků 2. řádu a jejich vlastností s moderními aktivními prvky. Byly analyzovány a optimalizovány z hlediska jejich využití v obvodech vyšších řádů. Byla provedena řada návrhů filtrů a ověřena metodika syntézy a optimalizace příčkových filtrů vyšších řádů s moderními aktivními bloky. Pozornost byla zaměřena na metody optimalizace syntézy filtrů se ztrátovými aktivními bloky realizovanými na základě RLC prototypů. V oblasti aktivních filtrů vyšších řádů byly provedeny citlivostní simulace udávající představu o citlivosti kaskádních a nekaskádních struktur ARC filtrů. Pro ověření teoretických závěrů byla realizována celá řada vzorků optimalizovaných filtrů a jejich parametry byly ověřeny měřením. V závěru práce jsou uvedeny realizace filtrů pro konkrétní požadované praktické aplikace.
|
|
|
Transport elektrického náboje v tantalovém kondenzátoru
Pelčák, Jaromír ; Koktavý, Bohumil (oponent) ; Hájek, Karel (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
Cílem této práce bylo studium vlastností tantalových kondenzátorů s pevným elektrolytem. Kondenzátor typu Ta – Ta2O5 – MnO2 svým složením představuje MIS strukturu, kde tantalová anoda má kovovou vodivost a burel – MnO2 je polovodič. Izolační vrstva je tvořena pentoxidem tantalu Ta2O5 s relativní permitivitou r = 27. Tloušťka izolační vrstvy je v rozmezí 30 až 150nm. Náboj kondenzátoru není akumulován jen na elektrodách, ale také na lokalizovaných stavech (kyslíkových vakancích) v izolační vrstvě. Kondenzátor zapojený v normálním režimu představuje strukturu typu MIS zapojenou v závěrném směru, kdy přiložené napětí zvyšuje potenciálovou bariéru mezi polovodičem – burelem a izolantem – Ta2O5. V normálním modu – při přiložení kladného napětí na Ta, je transport nosičů náboje izolační vrstvou určený Poole-Frenkelovým mechanismem a tunelováním. Při nízké intenzitě elektrického pole je dominantní Poole-Frenkelův mechanismus transportu náboje, při vyšší intenzitě elektrického pole je proud určen tunelováním. Při nízké intenzitě elektrického pole se projeví i ohmická složka proudu určená odporem příměsového pásu vytvořeného v izolantu donorovými stavy kyslíkových vakancí. Na základě modelování naměřených VA charakteristik lze odhadnout efektivní tloušťku dielektrika Ta2O5 a určit podíl Poole-Frenkelova a tunelového proudu na transportu náboje. V mé práci je popsáno rozložení náboje na tantalovém kondenzátoru v oblasti nízkých frekvencí a provedena analýza charakteristik kondenzátoru ve frekvenční oblasti. Prvotním podmětem pro tuto práci je snaha vytvoření náhradního modelu tantalového kondenzátoru z hlediska jeho fyzikálního a elektrického chování. Na základě náhradního elektrického modelu lze pak dále zkoumat a stanovit rozložení a transport elektrického náboje v kondenzátoru. Změřením elektrických parametrů lze taktéž dospět k určení potenciálových bariér a rozložení potenciálu ve struktuře kondenzátoru. Tato metodika spočívá v analýze elektrických charakteristik kondenzátoru, pomocí nichž se vytvoří fyzikální model kondenzátoru popisující jeho funkci, vlastnosti a chování.
|
|
|
Příspěvek k optimální syntéze filtračních obvodů
Szabó, Zoltán ; Hájek, Karel (oponent) ; Král, Bohumil (oponent) ; Sedláček, Jiří (vedoucí práce)
Předložená práce je zaměřena na optimalizaci syntézy filtračních obvodů. V pěti hlavních kapitolách se zabývá řešením dílčích problémů několika oblastí syntézy moderních filtračních obvodů. V první kapitole je uveden rozbor základních vlastností soudobých integrovaných obvodů napěťových operačních zesilovačů s výhledem jejich možného uplatnění při návrhu filtračních obvodů v následujících částech práce. Další kapitola se zabývá návrhem a optimalizací digitálně řízených univerzálních filtrů laditelných pomocí digitálních potenciometrů původně určených pro audio techniku. Tyto digitálně řízené obvody jsou stále častěji využívány jako bloky analogového předzpracování v digitálních systémech zpracování signálů. Nejširší část práce se zabývá komplexním rozborem jednotlivých zapojení ekonomicky výhodných cíleně ztrátových aktivních funkčních bloků s moderními napěťovými operačními zesilovači. Hlavním cílem této části práce je detailní rozbor vlastností jednotlivých zapojení zkoumaných obvodů, porovnání možnosti jejich využití s ohledem na jejich možné širší využití v oblasti optimalizace aktivních kmitočtových filtrů. Tato část práce zahrnuje i popis a příklady využití navrženého a realizovaného programu, který výrazně zjednodušuje návrh cíleně ztrátových ARC filtrů. Další část práce se zabývá návrhem, vývojem a ověřením vhodné metodiky syntézy a optimalizace datových a zejména výkonových modelů EMC filtrů. V návaznosti na ověření vlastností navržených modelů EMC filtrů je popsána doporučená metodika měření vlastností těchto filtrů včetně návrhu měřicího pracoviště pro měření základních parametrů síťových odrušovacích prostředků do vysokých kmitočtů. Poslední část práce se zaměřuje na metodiku měření koncentrace vzdušných iontů pomocí aspiračního kondenzátoru, na vyjádření systematických a náhodných chyb a na optimalizace filtračních vlastností použité měřicí metody. Zahrnuje i popis návrhu a vlastností realizovaného plně automatizovaného měřicího systému s aspiračním kondenzátorem.
|
|
|
Šumová spektroskopie detektorů záření na bázi CdTe
Zajaček, Jiří ; Štourač, Ladislav (oponent) ; Hájek, Karel (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
Předmětem této práce je šumová spektroskopie detektorů (-záření a paprsků X) vyrobených na bázi CdTe. Vychází se ze sledování hladiny nízkofrekvenčního nadbytečného šumu při transportu náboje jak v časové tak ve frekvenční oblasti prostřednictvím spektrální hustoty výkonu (PSD) s logaritmickým rozlišením frekvenční osy. V práci je nově popsaný návrh měřící metody PSD, který je odvozený od diskrétní vlnkové transformace a dává srovnatelné výsledky s dříve užívanou analogovou technikou. Na námi vytvořený model monokrystalu CdTe je možno pohlížet jako na antiseriové spojení dvou Shottkyho diod s rezistorem mezi nimi. Ten pak představuje odpor v objemu vzorku polovodiče, který se mění v důsledku změny koncentrace nosičů při konstantních podmínkách jako je teplota nebo přiložené napětí či osvětlení. Při změně teploty se vzorek CdTe zpočátku chová jako kov. V důsledku změny pohyblivosti nosičů (děr nebo elektronů) pak začnou převládat vlastnosti polovodiče díky jejich tepelné generaci. Spektrální hustota výkonu nízkofrekvenčního šumu závisí na počtu volných nosičů ve vzorku. U všech zkoumaných vzorků byla hladina šumu 1/f mnohonásobně vyšší než se dá určit pomocí Hoogeho teorie. To je způsobeno nízkou koncentrací nosičů ve vyprázdněné vrstvě záporně polarizovaného kontaktu.
|
|
|
Diagnostika PN přechodu křemíkových vysokonapěťových usměrňovacích diod pomocí šumu mikroplazmatu
Raška, Michal ; Chobola, Zdeněk (oponent) ; Hájek, Karel (oponent) ; Koktavý, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá diagnostikou lokálních defektů v PN přechodu a přináší nové poznatky v oblasti chování šumu mikroplazmatu a jeho využití k určení změny teploty uvnitř PN přechodu. Právě defekty v PN přechodech jsou zdrojem zmíněného typu šumu, šumu mikroplazmatu. Během měření byly u šumu mikroplazmatu pozorovány odchylky od běžně uváděných pravoúhlých impulzů. Tyto odchylky jsou zde dány do souvislosti se změnou teploty v defektní oblasti a jejím blízkém okolí. Součinitelé generace a rekombinace, jež jsou běžně uváděny v čase konstantní a slouží k popisu chování šumu mikroplazmatu, mají u zkoumaných diod v čase proměnlivý charakter, což je v práci také podrobně vysvětleno. Práce se dále zaměřuje na určení parametrů PN přechodu v případě, kdy jej není možné jednoznačně zařadit jak mezi strmé, tak mezi pozvolné PN přechody. K hlavním hledaným parametrům patří určení bariérové kapacity, difuzního napětí a šířky vyčerpané oblasti v závislosti na přiloženém závěrném napětí. Následně je v textu kvalitativně ověřena souvislost mezi lokálními lavinovými výboji v PN přechodu a vznikem oblasti záporného diferenciálního odporu na VA charakteristice pro závěrně pólovanou diodu. Posledním významným bodem obsaženým v práci je počítačové modelování chování teploty v defektní oblasti a v jejím blízkém okolí během lokálního lavinového průrazu, včetně navržení metodiky určení parametrů oblasti ohřevu u reálných diod.
|
|
|
Primární kalibrace snímačů akustické emise
Keprt, Jiří ; Mazal, Pavel (oponent) ; Hájek, Karel (oponent) ; Beneš, Petr (vedoucí práce)
Dizertační práce je věnována problematice primární kalibrace snímačů akustické emise (AE). V úvodních kapitolách jsou shrnuty výsledky literárního průzkumu v oblasti AE, snímačů AE a primární kalibrace snímačů AE. Praktická část práce je zaměřena na realizaci primární kalibrace snímačů AE více metodami. V rámci výzkumu byly na jednom zařízení zrealizovány standardizované metody kalibrace skokovou funkcí a reciproční kalibrace. Dále byla zrealizována metoda reciproční kalibrace se širokopásmovým buzením. Bylo provedeno srovnání jednotlivých metod primární kalibrace, prozkoumán vliv různých zdrojů nejistot a různých konfigurací aparatury na kalibraci skokovou funkcí a na reciproční kalibraci. Pro všechny realizované metody byly určeny nejistoty měření. Pro použitou kalibrační aparaturu byla sestavena konkrétní doporučení pro kalibraci jednotlivými metodami. Celý proces primární reciproční kalibrace byl automatizován pomocí SW a přepínače kanálů. Jako kalibrovaný snímač pro srovnávání výsledků kalibrací byl použit UT 1000 (výrobní číslo 169) firmy Physical Acoustic Corporation.
|
|
|
Adaptivní kmitočtový filtr
Kříž, Petr ; Hájek, Karel (oponent) ; Sedláček, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této práce je navrhnout filtr typu dolní propust 5. řádu s Butterworthovou aproximací v pásmu přeladitelnosti 10 – 100 kHz, pokud to bude možné, tak dosáhnout i vyšších mezních kmitočtů. Porovnat dva typické představitele kmitočtových filtrů kaskádní a nekaskádní syntézy z hlediska přesnosti aproximační funkce, citlivosti na tolerance hodnot prvků, počet prvků (hlavně OZ) a realizovatelnost, především možnost elektronického přelaďování v zadaném kmitočtovém pásmu. Na základě těchto podmínek bude vybrán jeden návrh, který bude realizován. Dále bude nutné zvážit možnosti elektronického přelaďování a vybrat pro něj vhodný prvek, navrhnout uživatelské řízení změny mezního kmitočtu fm pomocí klávesnice + LCD a řídicí aplikace na PC. Pro tento hardware bude naprogramován odpovídající řídicí software. Na závěr této práce bude zkonstruováno odpovídající zařízení, které splní výše uvedené požadavky a bude podrobeno laboratornímu měření, na kterém se ověří jeho funkce. Konstrukční náležitosti realizovaného zařízení jsou uvedeny v příloze na konci práce. Na CD jsou k dispozici veškeré materiály, které při diplomové práci vznikly nebo se jí bezprostředně týkají.
|
|
| |
host ::
RSS.