Number of found documents: 555760
Published from to

Modelling and Validation of UMS Fully Electric City Bus
MAE supervisor; Viral Vinod Gosar; MAE opponent
2019 -
Modelling and Validation of UMS Fully Electric City BusModelling and Validation of UMS Fully Electric City Bus Keywords: Modelling; Validation; UMS; Fully Electric City Bus; Modelling; Validation; UMS; Fully Electric City Bus Available in digital repository of ČVUT.
Modelling and Validation of UMS Fully Electric City Bus

Modelling and Validation of UMS Fully Electric City BusModelling and Validation of UMS Fully Electric City Bus

MAE supervisor; Viral Vinod Gosar; MAE opponent
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Využití vybraných druhotných surovin při formulaci kompozitních materiálů ve stavebnictví
Pavlíková Milena; Martina Záleská; Slížková Zuzana
2019 -
S rozvojem ekonomiky a nárůstem populace celosvětově stoupá množství vyráběného stavebního materiálu na bázi cementu, spotřeba energie i produkce různých druhů odpadů. S tímto trendem bohužel neodmyslitelně souvisí negativní ovlivňování životního prostředí. Předkládaná dizertační práce je rozdělena do dvou hlavních částí. První z nich je zaměřena na využití čtyř druhů polypropylenových odpadů jako částečné náhrady kameniva při výrobě cementových kompozitů s vylepšenými tepelně-izolačními vlastnostmi a druhá na využití dvou druhů tepelně zpracovaných kalů z čistíren odpadních vod jako částečné náhrady/přídavku k cementu při výrobě cementových past a malt. Vybrané druhotné suroviny byly nejprve podrobně analyzovány s ohledem na jejich plánovanou aplikaci a následně vyrobené vzorky byly charakterizovány z hlediska jejich základních fyzikálních, mechanických, tepelných a vlhkostních vlastností.With the development of the economy and the growth of the population, the amount of cement-based building materials produced, the consumption of energy and the production of various types of waste are rising worldwide. Unfortunately, the negative impact on the environment is inherently associated with this trend. The dissertation is divided into two main parts. The first one focuses on the use of four types of polypropylene waste as a partial substitution of aggregate in the production of cement-based composites with improved thermal-insulation properties and the second for the use of two types of thermally treated sludge from sewage treatment plants as a partial replacement/addition of the cement in the production of cement-based pastes and concretes. Selected secondary raw materials were first analyzed in detail with regard to their intended use, and subsequently the samples were characterized in terms of their basic physical, mechanical, thermal and moisture properties Keywords: cementové kompozity; využití odpadů; odpadní polypropylen; vypálený čistírenský kal; mechanické vlastnosti; tepelné vlastnosti; vlhkostní vlastnosti; Cement-based composites; waste recovery; waste polypropylene; sewage sludge ash; mechanical properties; thermal properties; hygric properties Available in digital repository of ČVUT.
Využití vybraných druhotných surovin při formulaci kompozitních materiálů ve stavebnictví

S rozvojem ekonomiky a nárůstem populace celosvětově stoupá množství vyráběného stavebního materiálu na bázi cementu, spotřeba energie i produkce různých druhů odpadů. S tímto trendem bohužel ...

Pavlíková Milena; Martina Záleská; Slížková Zuzana
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Využití adiabatického chlazení ke snížení spotřeby energie
Adamovský Daniel; Ondřej Nehasil; Hirš Jiří
2019 -
Práce se zabývá využitím nepřímého vypařovacího chlazení v zařízeních pro zpětné získávání tepla. Nepřímé vypařovací chlazení je identifikováno jako výhodná metoda nízkoenergetického chlazení větracího vzduchu vypařováním vody, bez přímého navlhčení větracího vzduchu. Výhodami tohoto způsobu chlazení jsou minimální energetický vklad i fakt, že touto metodou je možné chladit budovy i v době největších tepelných zátěží, které jsou pro nízkoenergetické chlazení často kritické. Práce si klade za cíl připravit základnu poznatků pro snadný transfer této technologie do nejběžnější technické praxe a na trh vzduchotechnických jednotek. V první části práce je celá myšlenka nepřímého vypařovacího chlazení popsána. Je uveden kontext problematiky a vytyčen současný stav poznání. Z rešerše literatury vyplývá, že na světě chybí jednoduchý popis děje ve skrápěném tepelném výměníku vzduch/vzduch, který nepřímé vypařovací chlazení zajišťuje. Tento děj je dosud popisován složitými modely a diferenciálními rovnicemi, chybí ale rychlý inženýrský nástroj pro výpočet parametrů vlhkého vzduchu za takovým výměníkem, na základě měřitelných nebo lehce dosažitelných vstupních údajů. V praktické části pak disertační práce míří k vytvoření takového nástroje. Je popsána cesta od získání experimentálních dat, přes složitý model vytvořený s pomocí teorie podobnosti, metody konečných objemů a mechaniky tekutin, k jednoduchému modelu, který je ověřen proti všem dostupným validačním základnám. Jednoduchý model je omezen na křížoproudé výměníky se svislými deskami, souproudem vody a sekundárního vzduchu a gravitačním pohybem vodního filmu po teplosměnné ploše. V těchto okrajových podmínkách model vykazuje velmi dobrou shodu jak s vlastními experimentálními daty, tak s experimenty a modely jiných autorů. Vyvinutý jednoduchý model je představen jako hledaný inženýrský nástroj, který z jednoduchých vstupních dat přímým výpočtem stanoví teplotu větracího vzduchu za zařízením nepřímého vypařovacího chlazení. V závěrečné části práce jsou shrnuty technické překážky v implementaci nepřímého vypařovacího chlazení do běžné vzduchotechniky a několik doporučení pro konstrukci těchto zařízení. Jsou tak komunikovány zkušenosti získané dlouhodobým experimentem. Potenciál nepřímého vypařovacího chlazení je uveden do kontextu klimatických dat a je i vyjádřena cena získaného chladu započtením spotřeby vody. Nepřímé vypařovací chlazení je shledáno jako výhodné po energetické, ekologické i ekonomické stránce.The work deals with the use of indirect evaporative cooling in heat recovery devices. Indirect evaporative cooling is identified as an advantageous method of low-energy cooling of the ventilation air by water evaporation, without direct humidifying of the ventilation air. The advantages of this method of cooling are the minimum energy input and the fact that this method can be used to cool buildings even during daytime of high heat loads, which are often critical for low energy cooling. The aim of the thesis is to prepare the basis of knowledge for easy transfer of this technology to the most common technical practice and to the market of air handling units. In the first part of the thesis, the idea of indirect evaporative cooling is described, including the paradox of the widespread name "Adiabatic Cooling", which in conjunction with this technology is not entirely correct. The context of the issue is described and the current state of knowledge is outlined. The literature research suggests that there is no simple description in the world of the process in a sprinkled air / air heat exchanger that provides indirect evaporation cooling. This process is still described by complex models and differential equations, but there is no quick engineering tool for calculating the parameters of moist air in a heat exchanger, based on measurable or easily obtainable input data. In the practical part, the thesis aims to create such an instrument. The way from obtaining experimental data, through a complex model created using the theory of similarity, finite volume method and fluid mechanics, is described to a simple model that is validated against all available validation bases. The simple model is limited to cross-flow heat exchangers with vertical plates, co-current of water and secondary air flow, and gravitational movement of water film over the heat transfer surface. In these boundary conditions, the model shows very good agreement with both experimental data and experiments and models of other authors. Developed simple model is presented as the searched engineering tool that provides a simple computation of supply air temperature after indirect evaporative cooling process, using only basic and obtainable input data. In the final part of the thesis there are summarized technical obstacles in the implementation of indirect evaporative cooling to common ventilation and several recommendations for the construction of these devices. Thus, the experience gained through a long-term experiment is communicated. The potential of indirect evaporative cooling is brought into the context of climatic data and the price of the obtained coolness is also expressed by counting the water consumption. Indirect evaporative cooling is found to be beneficial in energy, environmental and economic terms. Keywords: chlazení; vypařování; adiabatické chlazení; zpětné získávání chladu; větrání; chlazení větracím vzduchem; vypařovací chlazení; cooling; evaporation; adiabatic cooling; heat recovery; ventilation; ventilative cooling; evaporative cooling Available in digital repository of ČVUT.
Využití adiabatického chlazení ke snížení spotřeby energie

Práce se zabývá využitím nepřímého vypařovacího chlazení v zařízeních pro zpětné získávání tepla. Nepřímé vypařovací chlazení je identifikováno jako výhodná metoda nízkoenergetického chlazení ...

Adamovský Daniel; Ondřej Nehasil; Hirš Jiří
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Využití leteckých dat pro aktualizaci budov v ZABAGED
Halounová Lena; Vojtěch Hron; Potůčková Markéta
2019 -
Cílem této práce je představit metodu pro aktualizaci budov a techniku pro automatickou rekonstrukci modelů střech s vyžitím leteckých dat. Metoda pro aktualizaci budov se řadí do kategorie hybridních detekcí změn, které kombinují pixelový a objektový přístup. Hlavním zdrojem informací pro detekci změn jsou bitemporální svislé digitální letecké měřické snímky, které obsahují multispektrální, polohové a také výškové informace. Pixelové vyhodnocení umožňuje rychlou lokalizaci a klasifikaci míst s potenciálními změnami budov. Tyto hrubé výsledky jsou následně analyzovány prostřednictvím objektové analýzy obrazu při využití spektrálních, texturálních a kontextuálních příznaků a GIS nástrojů. Technika pro automatizaci rekonstrukci topologicky korektních modelů střech využívá obrysy budov, ortofoto a digitální model povrchu. Vytvořená technika umožňuje detekci střešních hran z ortofota a jejich kategorizaci analýzou prostorových vztahů a výškových informací odvozených z digitálního modelu povrchu. Metoda umožňuje budovy s komplikovaným tvarem dekomponovat na jednoduché části, které jsou zpracovány odděleně. Použití multitemporálních snímků pro velmi komplexní střechy může zvýšit počet detekovaných hran a zlepšit výsledky. Obě metody byly testovány na několika datasetech s různými typy budov a vedly k velmi dobrým výsledkům s korektností 94 % a kompletností 89 % pro aktualizaci budov a průměrné polohové RMSE 0.92 m pro rekonstruované kostry střech.The aim of this work is to present a method for update of buildings and a technique for automatic reconstruction of roof models using aerial data. The method for update of buildings belongs to the category of hybrid change detection techniques which combine pixel-based and object-based approach. The main source of information for change detection are bi-temporal vertical digital aerial photographs which contain multispectral, position and also elevation information. Pixel-based evaluation enables fast localization and classification of places with potential building changes. These coarse results are subsequently analyzed through the object-based image analysis using spectral, textural and contextual features and GIS tools. The technique for automatic reconstruction of topologically correct roof models uses building outlines, orthophoto and digital surface model. The developed technique makes it possible to detect roof edges from the orthophoto and to categorize the edges using spatial relationships and height information derived from the digital surface model. This method allows buildings with complicated shapes to be decomposed into simple parts that are processed separately. Using multitemporal images for very complex roofs can increase the number of detected edges and improve results. Both methods were tested on several datasets with various types of buildings and led to very good results with a correctness of 94 % and completeness of 89 % for update of buildings and a planimetric mean RMSE of 0.92 m for reconstructed roof skeletons. Keywords: budovy; detekce změn; pixelový přístup; objektový přístup; rekonstrukce modelu střechy; detekce hran; letecká data; ortofoto; digitální model povrchu; Buildings; Change Detection; Pixel-based approach; Object-based approach; Roof Model Reconstruction; Edge Detection; Aerial Data; Orthophoto; Digital Surface Model Available in digital repository of ČVUT.
Využití leteckých dat pro aktualizaci budov v ZABAGED

Cílem této práce je představit metodu pro aktualizaci budov a techniku pro automatickou rekonstrukci modelů střech s vyžitím leteckých dat. Metoda pro aktualizaci budov se řadí do kategorie hybridních ...

Halounová Lena; Vojtěch Hron; Potůčková Markéta
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Sádrová pojiva se zvýšenou odolností proti vlhkosti
Vimmrová Alena; Magdaléna Doleželová; Rovnaníková Pavla
2019 -
Práce se věnuje možnostem zlepšení odolnosti materiálů na bázi sádry v prostředí se zvýšenou vlhkostí. Pro tento účel byla navržena a testována směsná sádrová pojiva s přídavkem pucolánů nebo latentně hydraulických materiálů. Jako pucolány/latentně hydraulické materiály byly zvoleny: cihelný prach, mikrosilika a granulovaná vysokopecní struska. Jako aktivátor pucolánové reakce byl do směsi také přidáván vápenný hydrát. Navržená směsná pojiva byla zkoušena ve formě past bez přídavku kameniva a ve formě kompozitů s křemičitým pískem. U zkoušených materiálů jsou sledovány zejména změny mikrostruktury (pomocí XRD analýzy, termální analýzy, SEM a rtuťové porozimetrie) v souvislosti se změnami fyzických vlastností. Bylo prokázáno, že ve směsích s přídavkem pucolánu či latentně hydraulického materiálu dochází ke vzniku produktů pucolánové reakce (CSH fází a etringitu), které zlepšují odolnost těchto materiálů ve vlhkém prostředí, což potvrdily i výsledky mechanických zkoušek. Tepelně technické a vlhkostní parametry nebyly přídavkem pucolánu zásadně ovlivněny. Práce je dále doplněna o zkoušky lomové houževnatosti a odolnosti materiálů vůči vysokým teplotám.The work is focused on the modification of calcium sulfate-based binders with the aim of improving their moisture resistance. The calcium sulfate-based binders with supplementary cementitious materials (SCM) were designed for this purpose,. Crushed ceramic, silica fume and granulated blast slag were added as SCMs. Hydrated lime was used as the activator of the pozzolanic reaction. The designed mixtures were tested in the formof pastes without filler and as composites with silica aggregates. The changes of microstructures were observed by XRD, MIP, thermal and SEM analysis and they were compared with the changes of physical properties. Products of pozzolanic reaction (CSH and ettringite) were found in the pastes and composites containing SCMs. These products improved the moisture resistance of tested materials, as was also confirmed by the results of mechanical properties. Thermal and moisture properties were not significantly influenced by the addition of SCMs. Keywords: sádra; ternární sádrové pojivo; vlhkostní odolnost; pucolán; latentně hydraulická příměs; mikrostruktura; pucolánová reakce; gypsum; ternary gypsum-based binder; moisture resistance; pozzolan; supplementary cementitious materials; microstructure; pozzolanic reaction Available in digital repository of ČVUT.
Sádrová pojiva se zvýšenou odolností proti vlhkosti

Práce se věnuje možnostem zlepšení odolnosti materiálů na bázi sádry v prostředí se zvýšenou vlhkostí. Pro tento účel byla navržena a testována směsná sádrová pojiva s přídavkem pucolánů nebo latentně ...

Vimmrová Alena; Magdaléna Doleželová; Rovnaníková Pavla
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Vylepšený systém pro měření výšky
Draxler Karel; Jan Auersvald; Jalovecký Rudolf
2019 -
Tato disertační práce se zabývá rozborem a návrhem možných zlepšení u některých metod měření výšky. Cílem těchto zlepšení je získání návrhu vylepšeného elektronického systému pro měření výšky, který by v porovnání se současnými měřícími systémy dosahoval vyšších kvalit měření, při snížených nákladech na jeho realizaci. Tím by mohlo být dosaženo vyššího rozšíření těchto elektronických systémů zejména v kategorii letadel všeobecného letectví, kde by tyto navržené systémy dodávaly těmto letadlům, v porovnání se současnými měřicími systémy, přesnější informace o stavu letu. To bylo také hlavní motivací při volbě tématu této disertační práce. Disertační práce se po úvodním teoretickém rozboru řešené problematiky zabývá ve své první části zejména možností zlepšení kvality měření u systémů založených na barometrickém principu měření výšky. K tomu využívá netradičního použití diferenčního snímače pro měření hodnoty tlaku vzduchu, na které je barometrický princip měření výšky založen. Dále je rozebrána možnost korigování modelu Mezinárodní standardní atmosféry (MSA) na základě změřeného reálného stavu atmosféry. To přináší možnost použití barometrického principu, který podle tohoto modelu přepočítává změřený tlak na výšku, i do aplikací, kde to bylo dříve problematické. V další části práce je popsán návrh vylepšeného systému pro měření výšky, provedený na základě zjištěných poznatků, využívající diferenční snímač tlaku a barometrický princip s korigovaným výpočetním modelem MSA. Nastíněn je také princip využití fúze změřených údajů z jednotlivých částí systému, navržených původně pouze pro pomocné funkce v systému, který může přinést další zlepšení celkové kvality měření navrženým systémem. V závěru práce je popsána experimentální realizace navrženého systému a ověření její funkce v laboratorních podmínkách i při skutečném letu. Práce je pak zakončena shrnutím splněných cílů této práce a základních dosažených výsledků experimentální realizace navrženého systému.This doctoral thesis deals with an analysis and design of possible improvements in some methods of altitude measurement. The goal of these improvements is to design an Enhanced Electronic System for Altitude Measurement which – in comparison with the existing systems – could secure achievement of better quality of measurement and reduction of realization costs. This might lead to wider usage of these electronic systems, especially in the category of General Aviation airplanes, where these systems would provide more accurate information about the course of flight to these aircraft than the existing systems. This was also the main motivation for the choice of the doctoral thesis topic. After the initial theoretical analysis of the problems being solved herein, the first section of this doctoral thesis deals especially with a possible improvement of the qualities of measurement systems based on the barometric principle of altitude measurement. The improvement is achieved by innovative usage of differential pressure sensors for measurement of the value of air pressure on which the barometric principle is based. Further on, the possibility of correction of the International Standard Atmosphere (ISA) model based on the state of the real atmosphere is considered. This brings a possibility to use the barometric principle, which uses the ISA model to recalculate the value of pressure to the value of height, in applications where it used to be problematic. Further on in the thesis the design of the Enhanced System for Altitude Measurement based on all the available knowledge is described. This system is based on the differential pressure sensor and uses barometric principle with a corrected ISA model. Also the principle of utilization of the fusion of values measured in the individual parts of the system originally designed only for some auxiliary operations is outlined here as it may lead to further improvement of the overall quality of measurement by the designed system. At the end of the thesis an experimental realization of the designed system is described together with verification of its function both in laboratory condition and during a real flight. The thesis is concluded by a summary of the fulfilled goals of the thesis and the achieved performance results of the experimental realization of the designed system. Keywords: barometrický princip; měření výšky; diferenční sensor tlaku; model Mezinárodní standardní atmosféry; fúze dat; barometric principle; height measurement; differential pressure sensor; International Standard Atmosphere Model; data fusion Available in digital repository of ČVUT.
Vylepšený systém pro měření výšky

Tato disertační práce se zabývá rozborem a návrhem možných zlepšení u některých metod měření výšky. Cílem těchto zlepšení je získání návrhu vylepšeného elektronického systému pro měření výšky, který ...

Draxler Karel; Jan Auersvald; Jalovecký Rudolf
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Haptic feedback of automotive displays
MAE supervisor; Nikhil Murali Krishnaa; MAE opponent
2019 -
Haptic feedback of automotive displaysHaptic feedback of automotive displays Keywords: Haptic; feedback; automotive; displays; Haptic; feedback; automotive; displays Available in digital repository of ČVUT.
Haptic feedback of automotive displays

Haptic feedback of automotive displaysHaptic feedback of automotive displays

MAE supervisor; Nikhil Murali Krishnaa; MAE opponent
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Virtuální senzory pro validaci dat a monitorování
Šmíd Radislav; Vladimír Horyna; Beneš Petr
2019 -
Úspora energie je jedním z hlavních témat v oboru řízení a diagnostiky budov. Jedním z největších spotřebitelů energie v komerčních budovách je HVAC systém (Heating, Ventilation and Air Conditioning). Úspory energie v systémech HVAC, lze dosáhnout novými metodami detekce a diagnostiky poruch (FDD) a sledováním výkonu těchto systémů. V praktické aplikaci nových FDD se setkáváme se dvěma zásadními problémy. První výzvou je absence senzorů potřebných k diagnostice systémů HVAC. Druhým problémem je obtížná konfigurace FDD metod pro konkrétní použití. Tato práce představuje virtuální senzory (VS) s automatickou konfigurací jako jedno z možných řešení tohoto problému. VS představují levnou alternativu pro chybějící skutečné senzory, pro automatickou konfiguraci FDD je použit informační model budovy (Building Information Model BIM). Informace potřebné pro automatickou konfiguraci VS jsou získány z BIM pomocí IFC ontologie. Dva druhy virtuálních senzorů jsou publikovány v této práci: Virtuální senzory hmotnostního průtoku vzduchu pro vzduchotechnickou jednotku (AHU) a virtuální senzor teploty unitř místnosti (obecně zóny). Laboratorní experimenty potvrdily, že navrhované virtuální senzory hmotnostního průtoku vzduchu mohou být použity jako náhrada za skutečný senzor hmotnostního průtoku vzduchu v FDD systémech. Virtuální senzor teploty zóny byl testován v reálné budově a výsledky potvrdily, že tento VS lze použít k ověření dat skutečného teplotního senzoru.Power saving is one of the main topics of buildings management. In commercial buildings, the HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) system is one of the largest energy consumers. The energy savings in the HVAC systems can be achieved by novel methods of fault detection and diagnostics (FDD) and performance monitoring. In practical application, the first challenge is the absence of the sensors needed to diagnose the HVAC systems; the second issue is the difficult configuration of the methods for a specific use. This work presents the possible solution using Virtual Sensors (VS) and automatic configuration. VS represent a low-cost alternative for missing real sensors, for the automatic FDD configuration the use of Building Information Model (BIM) is introduced. The information needed to configure the VS automatically is obtained from BIM using IFC ontology. This work presents two kinds of virtual sensors: The Virtual Mass Flow Sensors for an Air Handling Unit (AHU) and virtual sensor of zone temperature. Laboratory experiments have confirmed that the proposed Virtual Mass Flow Sensors can be utilized as a substitute for a physical mass flow rate sensor for monitoring and fault detection. The virtual sensor of zone temperature was tested in a real building, and the results confirmed that this VS could be used to data validation of the real temperature sensor. Keywords: Virtuální seznory; HVAC ststém; Informační model budovy; BIM; IFC4; Ontologie; AHU jednotka; Detekce a diagnostika poruch; FDD; Sledování výkonnosti zařízení; irtual Sensors; HVAC system; The Buildings Information Model; BIM; Industry Foundation Classes release 4; IFC4; Ontology; AHU unit; Fault Detection and Diagnostics; FDD; Performance Monitoring Available in digital repository of ČVUT.
Virtuální senzory pro validaci dat a monitorování

Úspora energie je jedním z hlavních témat v oboru řízení a diagnostiky budov. Jedním z největších spotřebitelů energie v komerčních budovách je HVAC systém (Heating, Ventilation and Air Conditioning). ...

Šmíd Radislav; Vladimír Horyna; Beneš Petr
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Chemické senzory na pevných a flexibilních substrátech
Husák Miroslav; Alexandr Laposa; Hamáček Aleš
2019 -
Tato disertační práce se zabývá přípravou a charakterizací chemických plynových senzorů na bázi diamantu a využití technologie inkjet pro selektivní depozici a růst senzorových strutkur. Návrhem, realizací, charakterizací a analýzou výsledků senzorů s vrstvou nanokrystalického diamantu a hybridních senzorů diamant/ZnO. V práci jsou popsány rezonanční senzory s vrstvou nanokrystalického diamantu. Ukázána realizace takového senzoru a provedena detailní charakterizace a analýza dosažených výsledků. Prezentována je také analýza s využitím simulací metodou konečných prvků. Dále je navržen technologický postup pro selektivní depozici nanočástic diamantu. Byl definován vhodný proces přípravy substrátu, optimální rozlišení tisku, nezbytný počet tiskových vrstev, vhodný typ a koncentrace inkoustu a další související klíčové parametry. Je statoven optimální a zároveň časově nenáročný opakovatelný postup pro selektivní růst homogenní vrstvy nanokrystalického diamantu. Využitelnost je zejména u senzorů, biosenzorů, mikrolektrodových polí použitelné například pro in vitro elektrofyziologické studie nervových buňek. Pro reailizaci této prác byla navržena testovací metodika a sestavena experimentální aparatura pro charakterizaci senzorů plynů a UV záření. Závěrem jsou shrnuty dosažené výsledky o vodivostních senzorech s vrstvou diamantu, vliv UV záření o vlnové délce 365 na odezvu senzoru, dobu odezvy a zotavení při detekci plynů NH3 a NO2. Dále také bude zjištěna optimální pracovní teplota. Rovněž jsou zkoumány hybridní struktury NCD/ZnO a DND/ZnO. Tyto struktury vykazují vysokou citlivost na NO2 resp na UV záření.This thesis deals with the preparation and characterization of diamond-based chemical gas sensors and the use of inkjet technology for selective deposition and growth of sensor strutkur. Design, implementation, characterization and analysis of results of nanocrystalline diamond and hybrid diamond/ZnO sensors. Resonance sensors with nanocrystalline diamond layer are described. Implementation of such sensor was shown and detailed characterization and analysis of achieved results was performed. Analysis using finite element simulations is also presented. Further, a technological process for selective deposition of diamond nanoparticles is proposed. A suitable substrate preparation process, optimal print resolution, necessary number of print layers, appropriate type and concentration of ink, and other related key parameters were defined. It is statoven optimal and at the same time time-saving repeatable procedure for selective growth of homogeneous layer of nanocrystalline diamond. It is particularly useful for sensors, biosensors, micro-electrode fields, for example for in vitro electrophysiological studies of nerve cells. In order to realize this work, a testing methodology was designed and an experimental apparatus for the characterization of gas and UV radiation sensors was built. Finally, the results of diamond conductive sensors, the influence of UV radiation of 365 wavelength on sensor response, response time and recovery in the detection of NH3 and NO2 gases are summarized. The optimum working temperature will also be determined. Hybrid structures of NCD / ZnO and DND / ZnO are also investigated. These structures show high sensitivity to NO2 and / or UV radiation. Keywords: senzor plynu; nanodiamant; nanokrystalický diamant; inkjet; gas sensor; nanodiamant; nanocrystalline diamond; inkjet Available in digital repository of ČVUT.
Chemické senzory na pevných a flexibilních substrátech

Tato disertační práce se zabývá přípravou a charakterizací chemických plynových senzorů na bázi diamantu a využití technologie inkjet pro selektivní depozici a růst senzorových strutkur. Návrhem, ...

Husák Miroslav; Alexandr Laposa; Hamáček Aleš
České vysoké učení technické v Praze, 2019

Optické periodické planární struktury s povrchovým tvarováním polymerové vrstvy
Jeřábek Vítězslav; David Mareš; Uherek František
2019 -
Disertační práce je zaměřená na vývoj planárních optických periodických struktur aplikovatelných v informatice a senzorice.První část disertační práce se zabývá výzkumem v oblasti planárních optických periodických polymerových struktur Braggova typu (BG), vytvořených v plášti a variantně v jádře planárního optického vlnovodu. Je prezentován systematický výzkum planární vlnovodné Braggovy mřížky (PWBG) vedoucí k realizaci unikátní struktury planárního teplotního a vlhkostního senzoru s BG a difuzním vlnovodem založený na hybridním uspořádání vrstev polymeru PMMA/křemičité sklo. Dále klasické monostrukturní řešení PWBG optického planárního filtru využívajícího polymerového SU-8 hřebenový vlnovod jako širokopásmový vlnový filtr, kde je navržený vícevidový režim vlnovodu využit k razantnímu rozšíření útlumové charakteristiky BG ve filtrované vlnové oblasti optického spektra. V rámci výzkumu byl proveden analytický návrh topologických parametrů, numericky precizovaný a optimalizovaný modelováním PWBG struktur, realizace a spektrální charakterizace se zřetelem na filtrační a senzorové aplikace.V druhé části práce je systematický výzkum zaměřen na planární periodické struktury využívající povrchového plazmon-polaritonového jevu kombinovaného s lokálním plazmonem, které vyvolávají zesílení intenzity elektrického pole pro uniformní a duální zesílení odezvy v Ramanově spektru. Tento výzkum vedl k realizaci optických senzorů pro povrchem zesílený Ramanův rozptyl (SERS) na planárních pokovených polymerových periodických nanostrukturách, využitelných jako SERS senzory.V rámci této aplikace byla zkoumána citlivost senzorů na vybrané analyty a také vliv okolního prostředí a biologického působení na degradaci z pohledu funkčnosti senzorů, plošné uniformity a opakovatelnosti zesílení v čase.S cílem dalšího zvýšení a zachování uniformity zesílení byl výzkum zaměřen na návrh a realizaci inovativních pokročilých hierarchických senzorů SERS kombinujících řešení s nanopovrchy a různými typy Au a Ag nanočástic. Byl zkoumán účinek vzájemné vazby povrchového plazmon-polaritonu na optické mřížce a lokalizovaných plazmon-polaritonů vznikajících mezi nanočásticemi, jejich vzájemné interakce s mřížkou s cílem realizovat univerzální SERS senzory s extrémně vysokým zesílením.Na základě provedeného výzkumu byly navrženy, optimalizovány a následně realizovány a charakterizovány jak univerzální SERS senzory zesilující Ramanovu odezvu simultánně na dvou excitačních vlnových délkách, tak vysoce citlivé SERS senzory využívající vzájemné silné vazby povrchového plazmon-polaritonu na mřížce s lokalizovaným plazmon-polaritonem na metalických nanočásticích pro zesílení na jedné excitační vlnové délce Ramanova spektra. Kombinací uniformního zesílení povrchovými plazmony optické nanomřížky a lokalizovanými plazmony na nanočástic typu nanohvězda bylo dosaženo unikátního vysoce citlivého SERS senzoru se zesílením řádu 10E11, vysokou uniformitou a reprodukovatelností SERS odezvy.The dissertation thesis is focused on the development of planar optical periodic structures applicable in the fields of informatics and sensorics.The first part of the thesis deals with research in the field of planar optical periodic polymer structures of the Bragg type (BG), formed in the cover and optionally in the core layer of the planar optical waveguide. Systematic research of planar waveguide Bragg grating (PWBG) leading to the realization of unique planar temperature and humidity sensor with BG and diffused waveguide based on hybrid arrangement of PMMA / silica glass layer is presented. Furthermore, classical PWBG optical planar filter using SU-8 ridge waveguide as a broadband waveguide filter, where the proposed multi-mode waveguide mode is used to dramatically extend the rejection band of the optical spectrum in the attenuation characteristic of BG was presented as well. The analytical design of topological parameters, numerical optimization by modeling of PWBG structures, implementation, and spectral characterization of the fabricated samples with respect to filter and sensor applications was carried out.In the second part of the thesis, systematic research is focused on planar periodic structures using the surface plasmon-polariton phenomenon possibly combined with local plasmon to induce an increase in the electric field intensity for uniform and dual wavelength amplification of the Raman spectrum response.The research led to the fabrication of optical sensors for surface enhanced Raman scattering (SERS) on surface metallized polymeric periodic nanostructures usable as SERS sensors. Within this application, the sensitivity of sensors to selected analytes and the influence of environmental and biological effects on degradation in terms of sensor functionality, uniformity and repeatability of amplification over time were investigated.To further strengthen and to maintain the enhancement uniformity, research has focused on designing and implementing innovative advanced SERS hierarchical sensors combining nanosurfaces with nanoparticles and different types of Au and Ag nanoparticles. The influence of surface plasmon-polariton interactions on the optical grating and localized plasmon-polaritons emerging between nanoparticles and their interaction with the grating in order to fabricate universal SERS sensors with extremely high gain was investigated.Based on the research, both universal SERS sensors enhancing Raman response simultaneously at two excitation wavelengths and highly sensitive SERS sensors utilizing strong coupling of surface plasmon-polaritons with localized plasmon-polaritons on metallic nanoparticles at one excitation wavelength of the Raman spectrum were designed, optimized and subsequently fabricated and characterized. By combining uniform amplification of surface plasmon on the optical nanograting and localized plasmons on nanourchins, a unique highly sensitive SERS sensor with extremely high measured gain enhancement in the order of 1011, uniformity and reproducibility of the SERS response was achieved. Keywords: vlnovodná mřížka; Braggova mřížka; polymer; senzor; Ramanova spektroskopie; SERS; povrchový plazmon; polariton; lokalizovaný plazmon; nanočástice; waveguide grating; Bragg grating; polymer; sensor; Raman spectroscopy; SERS; surface plasmon; polariton; localized plasmon; nanoparticle Available in digital repository of ČVUT.
Optické periodické planární struktury s povrchovým tvarováním polymerové vrstvy

Disertační práce je zaměřená na vývoj planárních optických periodických struktur aplikovatelných v informatice a senzorice.První část disertační práce se zabývá výzkumem v oblasti planárních optických ...

Jeřábek Vítězslav; David Mareš; Uherek František
České vysoké učení technické v Praze, 2019

About project

NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web

Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz

Provider

http://www.techlib.cz

Facebook

Other bases