Dissertations (KET)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Risk aspects of technological and diagnostic processes(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-09-04) Veit, Stefan Siegfried; Mach Pavel, doc. Ing. CSc.; Oduoza Chike, profesorThis dissertation deals with the development of the fundamentals and the proposal for a new type of testing framework for FAS based on a risk-based inspection (RBI) and maintenance optimization approach, taking into account the effects of technical innovations and weaknesses in the current methodology. In order to achieve this objective of the paper, the current state of the art is presented. The relevant section of the document contains a description of the current principles of maintenance and testing of FAS and explains the principles of RBI. In addition, the state of research regarding the application of RBI approaches for the testing and maintenance of FAS or comparable safety-related systems and equipment in the real estate sector is presented. For methodical clarification of the research questions, a statistical evaluation of the frequency of occurrence of defects in FAS is carried out. This is determined from test reports of expert inspections. In addition, the results are determined using expert interviews and standardized surveys. The results of the work show that defects attributable to technical faults in the system tend to have a lower priority. For the most part, defects occur due to errors in the planning and construction of the system as well as missing or inadequately implemented maintenance measures. In particular, the work emphasizes the importance of defects in the area of cross-system functions (fire control systems) and at the same time demonstrates the positive influence of third-party inspections during the planning and installation phase on the operational quality of the systems. The added value of the work is a proposal for an RBI framework for FAS, which increases both efficiency and quality compared with current inspections. The results imply far-reaching findings with regard to the influence of defects on the protection goals of FAS and provide information on which inspection contents should be considered and what relevance they have. The results will help to improve the quality of inspections in the field of research and can serve as a basis for the further development of technical regulations. The results show in a theoretical case study that the effort can be reduced by approx. 30 - 40 % by applying the risk-based framework compared to the classic inspection models.
Item Uhlíkové nanomateriály pro elektroniku(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-29) Šorm, Martin; Kolská Zdeňka, prof. Ing. Ph.D.; Otyepka Michal, prof. RNDr. Ph.D.Tato disertační práce je zaměřena na vývoj a optimalizaci chemirezistivního senzoru vodíku založeného na jednostěnných uhlíkových nanotrubicích (SWCNT) modifikovaných nanočásticemi palladia (Pd). Pozornost byla soustředěna na volbu materiálů a optimalizaci technologického postupu umožňujícího přípravu senzoru se spolehlivou detekcí vodíku v širokém koncentračním rozsahu při pokojové teplotě bez nutnosti vnějšího ohřevu. Aktivní vrstva senzoru byla realizována technologií airbrush pro depozici SWCNT na keramický substrát s interdigitální elektrodovou (IDE) strukturou a následnou depozicí nanočástic Pd metodou pulzní laserové ablace (PLA). Byly testovány dvě varianty - přímá depozice Pd pomocí PLA ve vakuu a příprava Pd koloidu pomocí PLA ve vodě s následným nanesením airbrushem. Výsledky potvrdily výhodnost metody PLA ve vakuu, jež byla následně zvolena pro podrobný výzkum. Struktura a složení výsledné aktivní vrstvy senzoru byla detailně studována pomocí pokročilých charakterizačních metod, zahrnujících HRTEM, XPS, Ramanovu spektroskopii a EELS. Nanočástice Pd vykazovaly dosud nepopsanou fázi tuhého roztoku kyslíku v Pd, částečně pokrytou vrstvou oxidu PdO. Tato unikátní struktura významně ovlivňuje detekční vlastnosti. Vyvinutý senzor dosahuje vysoké a reprodukovatelné odezvy (>200 %) na 4 % H2, pracuje v rozsahu 0,05-10 % a vykazuje dlouhodobou stabilitu přesahující 1,5 roku. Diskutovány jsou také možné mechanismy detekce a perspektivy využití zvoleného technologického postupu pro budoucí vývoj pokročilých plynových senzorů.Item Asset management elektrických strojů(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-12-18) Leffler, Jan; Procházka Radek, doc. Ing. Ph.D.; Rassölkin Anton, Associate ProfessorGenerátory nebo elektrické motory kritických pohonů společně s transformátory hrají zásadní roli v elektroenergetice či výrobních a zpracovatelských provozech. Kromě jejich důležitosti v dané technologii jsou to také aktiva značné hodnoty a jako taková by měla být odpovídajícím způsobem monitorována a udržována. Proto je cílem této disertační práce implementovat možnosti monitorování degradace a stárnutí v souladu s konceptem rámce správy aktiv. V podstatě jsou cíle naplňovány dvěma způsoby. Zaprvé se experimentální část zabývá multifaktorovou degradací a jejím popisem pomocí konvenčních i původních nových metod v tomto oboru. Zadruhé jsou diskutovány vhodné metody hodnocení stavu aktiva a tyto jsou implementovány v původně vyvinutém univerzálním systému pro monitoring stavu a diagnostiku, který je založen na systému PLC. Je rovněž provedena rozsáhlá literární rešerše pro plné pokrytí kontextu témat a definování stavu poznání v jednotlivých oblastech. Vyšším cílem této disertační práce je pak podpora udržitelného přístupu v elektroenergetice a podpora inteligentního monitorování stavu v rámci konceptu Průmyslu 4.0. Různé přístupy jsou porovnány a nový přístup Bayesovské lineární regrese v oblasti degradačních experimentů vykazuje slibné výsledky pro další aplikace. Původní systém pro monitoring stavu a diagnostiku byl úspěšně vyvinut, sestaven, otestován a nasazen v průmyslu společně s deterministickými a pravděpodobnostními modely pro konkrétní aplikaci. Je tudíž připraven hardware a software pro budoucí implementaci nových modelů.Item Perspektivní technologie na bázi tištěné elektroniky(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-21) Janda, Martin; Dušek Karel, Ing. PhD.; Syrový Tomáš, doc. Ing. Ph.D.Tato disertační práce se věnuje technologiím pružné tištěné elektroniky pro aplikace v elektronických textiliích. Práce popisuje současné trendy, technologie a postupy v dané oblasti a specifikuje současné problémy a překážky ve využití zkoumaných technologií. V praktické části je navržena koncepce hybridního pružného systému využívajícího principu přímé montáže součástek. Pozornost je věnována technologii realizace vodivých propojení a kontaktování součástek společně s pouzdřením těchto struktur s ohledem na minimalizaci vzniku defektů vlivem mechanické deformace na jednotlivých rozhraních hybridního systému. Hybridní systém je navržen tak, aby minimalizoval technologické kroky a byl v maximální možné míře snadno integrovatelný do současné průmyslové výroby.Item Accelerated aging tests of electrical insulating materials(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-11-13) Nikolić, Valentino; Mach Pavel, doc. Ing. CSc.; Šály Vladimír, prof. Ing. Ph.D.Rychlý technologický pokrok v posledních letech zvýšil obavy o kapacitu naší současné elektrické distribuční soustavy. S rostoucí poptávkou po elektřině je nezbytné zajistit, aby naše elektrické distribuční systémy byly odolné, přizpůsobivé a spolehlivé pro vyvíjející se potřeby nové generace elektrických technologií. Cílem této disertační práce je řešit tento problém a přispět k budoucím technologickým řešením prostřednictvím hypotézy, že samoregenerační funkce v elektroizolačních materiálech může potlačit stárnutí a prodloužit životnost elektrických distribučních systémů. Pro řešení tohoto komplexního tématu byly nejmodernější samoregenerační polymery vyvinuté pro obecné účely podrobeny komplexnímu experimentálnímu zkoumání a testům zrychleného stárnutí za účelem posouzení jejich dielektrických vlastností. Kromě toho byly tyto polymery vystaveny podmínkám vysokého napětí (zvýšené úrovně elektrického napětí), aby se vyvolaly rychlé degradační procesy a sledovalo se jejich chování při stárnutí. Jejich vlastnosti byly porovnány s vlastnostmi běžně používaného izolačního materiálu pro vysokonapěťové aplikace a výsledky byly shrnuty. Výsledky hodnocení ukazují, že samoregenerační materiály mají slibný potenciál jako izolační materiály ve vysokonapěťovém průmyslu, zejména pro specifické typy kabelů. Ideální izolační řešení by mohlo mít vícevrstvou sendvičovou strukturu se samoregeneračním materiálem umístěným mezi dvěma vrstvami polyethylenové fólie. Tento návrh vychází ze skutečnosti, že zesíťovaný polyethylen se běžně používá ve vysokonapěťových izolacích díky svým vynikajícím dielektrickým, mechanickým a tepelným vlastnostem a také stabilitě při působení chemických látek, jako jsou oleje, maziva a rozpouštědla. Zesíťovaný polyethylen však čelí běžným problémům, jako jsou částečné výboje a elektrické stromy, což vede k mechanickému poškození a celkovému stárnutí izolace. Souhrnně lze říct, že tyto poznatky nabízejí nový pohled na praktické využití samoregeneračních materiálů v elektrických energetických systémech. Využití těchto nových materiálů by mohlo připravit půdu pro budoucí pokrok a zvýšit spolehlivost a udržitelnost elektrické infrastruktury. Kromě toho by mohly omezit stárnutí celého elektroizolačního systému vzhledem ke svým samoregeneračním mechanismům, které kontinuálně opravují mikropoškození a zabraňují pronikání vlhkosti a nečistot do izolace.Item Advanced electronic components and systems for high frequency applications(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-04-22) Lotfi, Saeedeh; Hipp Susanne, prof. Dr. Ing.; Pietriková Alena, prof. Ing. CSc.Abstract In recent years, Printed Electronics (PE) technology has gained a lot of attention because of its potential to lower fabrication costs and simplify manufacturing compared to traditional methods. PE technology works by using a one-step printing process, followed by post-curing to activate the functionality of the printed ink. This modern approach is much simpler and more cost-effective than conventional multi-step manufacturing processes, making it an exciting alternative in the field. One of the most compelling advantages of PE technology is its high throughput printing capacity, which positions it as a primary method in modern production environments. This capability allows for rapid, large-scale manufacturing of electronic components, making it an attractive option for industries seeking to improve efficiency and reduce overhead costs. Additionally, the inherent flexibility of PE technology enables the creation of complex electronic circuits on various substrates, paving the way for advancements in diverse applications across production and research fields. This research aims to explore and address the challenges associated with fabricating microwave circuits and components using PE methods. Specifically, this study focuses on different printing technologies, emerging as a viable alternative technology for developing Radio Frequency (RF) components. This research involves a comprehensive comparison of fabrication results obtained through PE methods with simulation responses. The objective is to identify discrepancies, understand the underlying reasons for any differences, and propose solutions to enhance the accuracy and reliability of PE-fabricated RF devices. Through this investigation, the study aims to provide valuable insights into the practical challenges and opportunities associated with integrating PE technology into the fabrication of advanced electronic components. The outcomes of this research are expected to contribute significantly to the field of printed electronics, offering a clearer understanding of the feasibility and limitations of using printing systems for RF device fabrication. This study aims to open new opportunities for creating production methods in the electronics industry that are not only more efficient and cost-effective but also scalable and practical for real-world and high-frequency applications.Item Perspektivní technologie na bázi tištěné elektroniky(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-08-21) Šlauf, Josef; Syrový Tomáš, Doc. Ing. Ph.D.; Jerhot Jaroslav, Prof. Ing. DrSc.; Sedlák Petr, Doc. Ing. Ph.D.Tato disertační práce se zaměřuje na možnosti využití organických elektrochemických tranzistorových struktur jako prvků pro detekci plynných analytů. V první části práce je představen koncept a základní obecné parametry organických elektrochemických tranzistorů (OECT). Následující části práce jsou věnovány modifikacím elektrodové topologie a použitým materiálům v jednotlivých konfiguracích OECT a experimentálnímu ověření jejich vlivu na základní charakteristiky tranzistoru s cílem jeho využití pro detekci plynných analytů. V závěru práce je navrženo a prakticky ověřeno několik koncepčních možností využití OECT k detekčním účelům a rovněž jsou diskutovány limity jednotlivých řešení, které přímo nebo nepřímo vychází z jejich teoretického návrhu.
