SUCHÁNEK, M. Návrh rastrovacího systému pro chemické mapování povrchů vzorků metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
Cílem diplomové práce je návrh, sestavení a experimentální otestování manuálního skenovacího systému pro chemické mapování metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu. Obsah práce s celkovým počtem 66 stran je po úvodu rozdělen do 3 kapitol. V kapitole 1. autor popisuje metodu LIBS. Kapitola 2 je věnována skenovacím systémům. Kapitola 3. tvoří experimentální část a zabývá se návrhem a realizací skenovacího systému a měřením na něm provedeným. Následuje závěr, seznam zkratek a reference. Takovéto členění práce považuji za logické a přehledné. V rešeršních kapitolách autor obsáhl klíčová související témata. Některé pasáže či prohlášení by bylo dobré trochu rozvést (skenovací systémy), většinou je však šířka tematického záběru i míra detailu volena vhodně. Odkazy na zdroje jsou v textu uvedeny v dostatečné množství. Autor v textu nezřídka používá nepřesná označení, zavádějící prohlášení, případně nevhodné překlady anglických ekvivalentů. Celkově by bylo dobré volit odbornější styl psaného projevu. Větná skladba je často poněkud kostrbatá, stejně tak návaznosti některých částí textu. Místy se vyskytují gramatické chyby a překlepy. Způsob řešení problému v experimentální části je v zásadě v pořádku. Schopnost jej srozumitelně prezentovat v psaném textu však není vždy optimální. Autor zde popisuje výběr komponent, simulaci v programu Zemax. Jsou zde jak obrázky názorné, tak obrázky, jejichž podoba či role v textu je diskutabilní. Více rozvést by zasloužila volba určitých parametrů optického systému či podmínek měření. Chybí simulace efektivity sběru záření plazmatu v různých bodech skenovaného pole v závislosti na vlnové délce. Celkově je však zřejmé, jak autor postupoval, čeho chtěl dosáhnout a co bylo výsledkem. Konstrukční návrh systému je popsán srozumitelně a názorně. Přílohy práce tvoří výrobní výkresy a výkresy sestav. V části o měření autor nejprve detailně popisuje sestavení, justáž sestavy a komentuje problémy s tím spojené a objevené. Poslední část se věnuje měření detekované intenzity emisní čáry Fe pro různé body skenovacího pole. Výsledek je vykreslen ve formě názorného 3D grafu. Následuje závěr, kde je celý obsah práce přehledně shrnut. Přestože trochu chybí srovnání výsledků experimentu s hodnotami získanými počítačovou simulací, cíle práce považuji za splněné. Výše zmíněné nedostatky se týkají zejména formy psaného projevu a vychází z autorovi malé zkušenosti s tvorbou odborných textů. Autor navrhl a sestavil manuální skenovací systém, který sám o sobě poskytuje prostor pro experimenty v oblasti LIBS chemického mapování větších ploch. Poznatky získané během návrhu a zejména během seřizování a testování jsou velmi cenné pro další vývoj sestavy s cílem získat plně automatizovaný galvanický systém, jenž zejména z ekonomických důvodů nemohl být v rámci této diplomové práce realizován. Celkově hodnotím diplomovou práci stupněm B.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | B | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | C | ||
| Vlastní přínos a originalita | C | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | C | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | B | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | C | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | B |
Predložená diplomová práca sa zaoberá návrhom a realizáciou rastrovacieho systému pre spektroskopiu laserom indukovanej plazmy (LIBS). V prvej kapitole autor popisuje princípy metódy LIBS, aplikačné možnosti a hlavné prvky LIBS aparatúry. Detailná pozornosť je venovaná možnosti mapovania povrchu vzorky. Na túto časť vhodne nadväzuje druhá kapitola, ktorá rozoberá technické riešenia s dôrazom, v súlade so zadaním, na systémy vychyľujúce laserový lúč. Popísané sú rôzne varianty s využitím rôznych optických a mechanických prvkov. Posledná kapitola – experimentálna časť – popisuje výber optických prvkov a optickú simuláciu, nasledovaný konštrukčným návrhom. Výsledky z optickej simulácie a konštrukčného návrhu sú pretavené do stavby funkčného prototypu. Úplný záver práce tvorí popis a analýza merania. Táto analýza tvorí podklad pre diskusiu o slabinách prototypu a návrhy ich odstránenia. Práca je logicky členená a jednotlivé sekcie na seba plynule nadväzujú. jednotlivé kapitoly sú relatívne dobre vyvážené, čo do hĺbky detailov. Správnemu uchopeniu problému by však určite pomohla dôkladnejšia rešerš na tému technického riešenia laserových rastrovacích systémov, najmä vo vedeckej literatúre. Autor sa tiež dopúšťa série terminologických nepresností, za zmienku stojí hlavne vágne narábanie s pojmom chemická analýza, napriek tomu, že LIBS sa s výnimkou okrajových prípadov využíva na analýzu prvkovú. Popis vlastností optických prvkov, najmä zrkadiel, je nejednoznačný, keď pracovná oblasť zrkadla je občas vyjadrená v intervale nanometrov, zatiaľ čo inde je popísaná iba materiálom odrazovej vrstvy, čo nezasvätenému čitateľovi pravdepodobne nebude postačovať. Optický návrh v programe ZEMAX je detailný a pomerne dobre odprezentovaný, úplne však chýba diskusia výsledkov a prípadná snaha autora navrhnúť vylepšenia. (Toto sa týka najmä zbernej optiky, kde je očividná slabina systému.) Naopak, najväčšia slabina konštrukčného riešenia, vibrácie zrkadiel, je správne a jasne pomenovaná, avšak aj tu chýba hlbšia diskusia a návrh riešenia, ktoré by mali byť doménou odboru Presná mechanika. Z formálneho hľadiska je možné práci vytknúť radu nedostatkov. Nejednotné používanie „my“ a „ja“ sa prelína celou prácou a pôsobí pomerne rušivo. Neprirodzene pôsobia aj niektoré násilné/nesprávne preklady anglických termínov (dark current – čierny prúd, gate - brána), zatiaľ čo niektoré anglické termíny sú ponechané bez prekladu napriek tomu, že ich český ekvivalent je známy (pracovná vzdialenosť – working distance). Na množstvo obrázkov nie je vôbec odkazované v texte a čitateľ často nájde vysvetľujúci obrázok príliš neskoro. K menším nedostatkom možno započítať množstvo preklepov, občasné používanie kurzívy na označenie jednotiek a naopak, nepoužívanie na označenie veličín, chýbajúce jednotky pri mierkach výstupov z programu ZEMAX a odkazy na zdroj pri niektorých správnych, no odvážne znejúcich tvrdeniach. Autor v práci prezentuje množstvo obrázkov popisujúcich jednak optickú simuláciu a aj konštrukčné riešenie. Úplne však chýba zobrazenie zostavenej aparatúry, ktoré by pravdepodobne úspešne nahradilo množstvo pohľadov na 3D model. V sekcii referencie je orientácia sťažená nejednotným citačným štýlom. Záverom však možno jednoznačne zhodnotiť, že autor naplnil ciele diplomovej práce. Napriek obmedzeniam sa mu podarilo zostaviť a otestovať prototyp rastrovacej optiky pre 2D LIBS analýzu. Slabiny navrhnutého prototypu sú jasne pomenované a navrhnutých je niekoľko možných vylepšení. Je jasné, že autor sa dobre zoznámil s požiadavkami metódy LIBS a jeho práca môže byť základom pre plne funkčný rastrovací systém pre 2D prvkovú analýzu. Na základe toho prácu odporúčam k obhajobe.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | B | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | B | ||
| Vlastní přínos a originalita | C | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | C | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | C | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | D | ||
| Práce s literaturou včetně citací | D |
eVSKP id 109069