Bachelor's Thesis

Modification of LIBS system sample view module

Final Thesis 3.53 MB Appendix 8.16 MB

Author of thesis: Ing. Zdeněk Hrabal

Acad. year: 2015/2016

Supervisor: Ing. Michal Brada

Reviewer: Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Abstract:

This Bachelor’s thesis deals with modification of a sample view module in a LIBS (Laser-induced breakdown spectroscopy) interaction chamber. The main goal of the thesis is innovation of current design. Several conceptual designs which eliminate main drawback of the current sample view module are developed. Final design is based on the analysis of the conceptual designs and research which were described in the Bachelor’s thesis. All components were manufactured and functional prototype was tested. Design and drawings of the parts were created using Autodesk Inventor 2015 CAD application.

Keywords:

Sample view module, Sci-trace, interaction chamber, LIBS, flip mirror mount, optomechanics

Date of defence

22.06.2016

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B2341-3)

Field of study

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-STI)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michal Brada

Cílem bakalářské práce, kterou řešil student Zdeněk Hrabal, byla úprava náhledového modulu v sestavě LIBS. V rámci práce bylo dosaženo všech vytyčených cílů.
Student prozkoumal a správně vyhodnotil nedostatky současného náhledového modulu v sestavě LIBS, které negativně ovlivňují proces měření a zhoršují uživatelskou přívětivost (zhoršená kvalita obrazu a nedostatečná ochrana kamery). Po provedení rešerše navrhl několik originálních konceptů řešení a na základě kriteriálního hodnocení vybral vhodnou variantu, kterou rozpracoval do stavu výrobní výkresové dokumentace. Po dodání dílů proběhlo sestavení a oživení nového modulu. Testování a porovnání se současným modulem prokázalo správnost návrhu. Drobné nedostatky návrhu (např. chybné uchycení čipu kamery, vůle v uložení zrcátka), které se projevily během montáže a testování, byly nebo budou odstraněny.
Autor logicky rozdělil samotný text bakalářské práce na tři hlavní části: teoretický úvod, konstrukční návrh a testování prototypu. Teoretická část seznamuje se současným náhledovým modulem v sestavě LIBS. Konstrukční část předkládá několik konceptů řešení a do detailu popisuje výsledný konstrukční návrh, který je podpořen výpočty a dynamickou simulací sklápění. Poslední část se zabývá sestavením a testováním. Text obsahuje drobné stylistické a gramatické chyby, které nesnižují celkovou vysokou kvalitu práce, ale mohly být odstraněny závěrečnou korekturou textu. Grafická úroveň práce je na velmi dobré úrovni.
Student přistupoval k řešení problému iniciativně a práci pravidelně konzultoval. Během konstrukčního návrhu, sestavení a testování prokázal vysokou míru samostatnosti.
Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím klasifikačním stupněm A/výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Cílem bakalářské práce je provedení konstrukční úpravy stávajícího náhledového modulu sestavy pro laserovou spektroskopii. Student navrhl a kriticky zhodnotil několik variant řešení náhledového modulu.  Pozornost byla soustředěna na vylepšení optických vlastností zobrazovací soustavy. Velký důraz byl kladen na eliminaci bezpečnostních rizik spojených s provozem pulzního Nd:YAG laseru.  V neposlední řadě byla řešena prostorová kompatibilita náhledového modulu se stávající interakční komorou. Navržený koncept náhledového modulu lze ovládat elektricky i ručně. Byly otestovány jeho základní optické a mechanické vlastnosti v simulovaných provozních podmínkách.
Práce je logicky strukturovaná, dostatečně ilustrovaná, doplněná věcnými komentáři. Student jasně formuluje problematiku, nabízí možnosti řešení, které kriticky analyzuje a vyvozuje z nich praktické závěry. V práci lze nalézt několik formulačních nepřesností. Vedle formálních nedostatků, jakými jsou překlepy a nekonzistentnost při psaní jednotek, považují absenci měřítek u většiny obrázků za věcný nedostatek práce. K předložené výrobní dokumentaci vybraných konstrukčních dílů nemám výhrady.
Pan Zdeněk Hrabal prokázal schopnost optimalizovat a realizovat dílčí opto-mechanickou sestavu, jejíž funkčnost experimentálně ověřil. Konstatuji, že cíle práce byly splněny v celém rozsahu. Práci hodnotím známkou výborně / A a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Jaká je spektrální charakteristika světelného zdroje použitého k osvětlení povrchu vzorku u realizovaného náhledového modulu?
  2. Jakým způsobem hodláte realizovat plánovanou implementaci koaxiálního osvětlení?
  3. Byla sledována neměnnost úhlové pozice při opakovaném sklápění držáku náhledového zrcadla?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová