Master's Thesis

Thermal properties of optical fibers

Final Thesis 5.66 MB

Author of thesis: Ing. Petr Vnenk

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Reviewer: Ing. Petr Dejdar, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis deals with the application of fiber optic sensors for the detection of rapid temperature changes associated with boiling crisis and their comparison with thermocouples. The thesis includes the proposal of a measurement methodology using a wall-heating simulator based on electric arc heating, sensor calibration, and evaluation of their dynamic response. The results showed that the best dynamic properties were achieved by the FOS sensor without a protective capillary and with an applied high-emissivity coating.

Keywords:

Departure from nucleate boiling, FOS, FBG, thermocouple, optical fiber, critical heat flux, DNB, dynamic response

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil zkušební komisi s výsledky své diplomové práce. Vedoucí práce doktor Foral seznámil komisi s posudkem vedoucího práce a posudkem oponenta. Studentem byly následně odpovězeny otázky oponenta práce. Rozpravu zahájil předseda komise prof. Katovský. Doplňující otázky položil doktor Kracík. Student odpověděl na předložené dotazy s mírnou pomocí tazatele a vedoucího práce.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Nuclear Power Engineering (MPC-JAE)

Composition of Committee

prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (předseda)
Ing. Štěpán Foral, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Zácha, Ph.D. (člen)
Ing. Ota Fišera, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Předložená diplomová práce splňuje všechny body zadání, přičemž je možno říci, že student zadané téma značně rozšířil i o další související kapitoly. Nezměřil pouze parametry jednoho optické vlákna, ale zabýval se i modifikacemi – povrchovým nástřikem a variantou vlákna v kapiláře. Dále provedl měření oteplení pomocí termokamery.

Student projevil vysokou míru samostatnosti. Při vypracování práce bylo nutno vyřešit celou řadu technických problémů souvisejících s měřením. Student si sám vyráběl pomůcky a prováděl nápravná opatření při experimentech.

Předložená diplomová práce má logickou strukturu, části na sebe navazují a podává pěkný přehled o dané problematice.

Předložená práce dále přináší zcela nové poznatky o oteplovacích charakteristikách optických vláken. Zajímavé jsou geometrické závislosti při změně polohy optického vlákna a neméně jsou zajímavé i výsledky pro varianty s povrchovými úpravami a s vlákny v kapiláře.

Student ve své práci použil celkem 25 zdrojů informací: vědecké články, data sheety a návody. S ohledem na silně experimentální orientaci práce považuji počet a výběr zdrojů informací za dostatečný.

Po jazykové stránce je možno říci, že je možné občas nalézt kostrbatější fráze, překlepy a v některých částech je potřeba zvýšená koncentrace pro porozumění textu. To ale nijak zásadně nezmenšuje kvalitu předložené práce.

Předložené výsledky jsou zcela originální experimentální data. Plánuje se publikování dat v impaktovaném časopisu.


Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením 95 bodů, tedy stupněm A. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Petr Dejdar, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá využitím optických vláknových senzorů pro měření teploty a jejich porovnáním s termočlánky při detekci rychlých tepelných dějů. Zadání práce bylo splněno v plném rozsahu.
Teoretická část je zpracována přehledně a systematicky a poskytuje potřebný základ pro řešenou problematiku. Experimentální část je na velmi dobré úrovni – autor navrhl a realizoval vlastní měřicí pracoviště a definoval promyšlenou metodiku zahrnující opakovatelnost měření i systematické zpracování dat. Naměřené výsledky jsou prezentovány přehledně a vhodně interpretovány. Bylo prokázáno, že vláknově optické senzory, zejména bez kapiláry a s vysokoemisivní úpravou, vykazují velmi dobrou dynamickou odezvu a jsou perspektivní pro sledování rychlých teplotních změn.
Práce je po formální i obsahové stránce na dobré úrovni, drobné nedostatky (např. zjednodušení kalibrace) nemají zásadní vliv na dosažené výsledky. Pro interpretaci dat bych volil grafy vykreslené ve vektorové grafice.
Práce splňuje požadavky kladené na diplomovou práci, doporučuji ji k obhajobě a hodnotím stupněm A / 92 bodů. Topics for thesis defence:
  1. Jaké opatření byste navrhl pro zlepšení přesnosti měření při opakovaných experimentech?
  2. Co byste upravil na metodice, aby bylo možné zkrátit dobu jednoho měření při zachování přesnosti výsledků?
Points proposed by reviewer: 92

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová