合肥技術把控“冰立方”冰面溫度

2月20日晚，北京冬奧會正式落下帷幕。本次冬奧會不僅是高水平運動員的賽場，也是最新科技成果的展示舞臺。冬奧會舉行期間，來自創(chuàng)新之都合肥的諸多創(chuàng)新成果落地應用，助力科技冬奧的實現(xiàn)，雖然冬奧會落幕，但許多創(chuàng)新技術還將應用至更廣泛領域。

【實時“把控”“冰立方”冰面溫度】

冰雪溫度對許多冬奧賽事至關重要，例如在“冰立方”中開展的冰壺賽事。冰面溫度、場館濕度、空氣溫度、比賽場館的形狀等都會影響冰面質量。隨著比賽的進行，溫度也會發(fā)生變化，需要相應地及時調節(jié)冰面的溫度。

記者獲悉，由中國科學技術大學研究團隊自主研制的高精度光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)，在本屆冬奧會國家游泳中心“冰立方”全程參與冰壺賽事保障，以科技力量服務冬奧會。

針對冬奧場館對冰雪溫度全空間實時監(jiān)測的需求，此前，中國科大與中國地震局地震預測研究所密切合作，組建聯(lián)合攻關團隊，通過對專用激光光源系統(tǒng)、高精度信號解調算法、高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等關鍵技術進行攻關，研制出了具有自主知識產權的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以利用通信光纜，實現(xiàn)零下50℃至150℃的測溫范圍，測溫空間分辨率可達到0.4m，測量精度優(yōu)于±0.1℃，綜合性能達到國際先進水平。

在本屆冬奧會開幕之前，團隊在“冰立方”冰壺賽場冰面下方鋪設了約200m通訊光纖，同時，部署了2套自主研發(fā)的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)設備，在整個冬奧會期間對賽道的冰體溫度進行空間和時間上的連續(xù)監(jiān)測，及時了解冰體溫度的微小變化。相關系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時推送至“冰立方”場館環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，全程保障冬奧會冰壺賽事的順利進行。這也是分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)技術首次應用于冬奧會冰雪溫度的監(jiān)測。

【為水質監(jiān)測、氣象預報提供技術支撐】

位于北京市西北方向的官廳水庫，是此次北京冬奧會水源地之一。記者獲悉，由中科院合肥物質科學研究院固體所余道洋博士主持研制的無人自航式水質監(jiān)測船，成為北京官廳水庫的水質安全保障用儀器。該儀器可針對水中痕量污染物進行小型化、快速、原位和在線監(jiān)測，跟蹤污染物高濃度區(qū)域，并進行數(shù)據(jù)實時上傳，實現(xiàn)水環(huán)境的過程管理和風險預警。

余道洋介紹，這種無人自航式水質監(jiān)測船為不銹鋼材質，長3.6米，寬1.8米；最大排水量超過1.2噸，載荷超過300公斤；純電動力，能續(xù)航8小時以上；最大速度10公里/小時，適用內河C級航區(qū)3級風浪作業(yè)。在尺寸、功能、智能化程度上，都位于國內同類型設備領域領先地位。

為精準監(jiān)測水質，團隊研制出了針對水中痕量污染物檢測的先進材料及傳感器件，開發(fā)了檢測儀器的微流控進樣系統(tǒng)及流路精確控制技術，以及針對無人船艇的小型化、快速、原位和在線監(jiān)測儀器；針對復雜環(huán)境的野外庫區(qū)，研發(fā)了無人船艇多?？刂葡到y(tǒng)、跨平臺操控系統(tǒng)和無網(wǎng)絡一鍵巡航技術，解決了自航式水質監(jiān)測無人船在無人值守狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性。此外，科研人員還開發(fā)了水生態(tài)環(huán)境智慧管理平臺，通過對水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)在時間和空間尺度上的演化分析，進一步實現(xiàn)水環(huán)境的過程管理和風險預警。該產品的應用，顯著提升了庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)管的實效性、準確性和智能化技術水平。

此外，由中科院合肥物質科學研究院研發(fā)的大氣環(huán)境立體探測車、甲烷走航探測設備、二氧化碳立體監(jiān)測技術等，為此次冬奧會的大氣環(huán)境保障提供了有力支持。由該院研制的一系列光學氣象探測設備，也為此次冬奧會高精度數(shù)值天氣預報和多源氣象數(shù)據(jù)融合等關鍵技術方面提供了必要的數(shù)據(jù)支持，助力冬奧氣象實現(xiàn)“百米級、分鐘級”精準預報能力。一系列相關技術和設備，都將應用至更廣泛領域。

合肥報業(yè)科學+融媒體工作室　合肥報業(yè)全媒體記者 劉暢司晨

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