合肥技術(shù)把控“冰立方”冰面溫度

2月20日晚，北京冬奧會(huì)正式落下帷幕。本次冬奧會(huì)不僅是高水平運(yùn)動(dòng)員的賽場(chǎng)，也是最新科技成果的展示舞臺(tái)。冬奧會(huì)舉行期間，來(lái)自創(chuàng)新之都合肥的諸多創(chuàng)新成果落地應(yīng)用，助力科技冬奧的實(shí)現(xiàn)，雖然冬奧會(huì)落幕，但許多創(chuàng)新技術(shù)還將應(yīng)用至更廣泛領(lǐng)域。

【實(shí)時(shí)“把控”“冰立方”冰面溫度】

冰雪溫度對(duì)許多冬奧賽事至關(guān)重要，例如在“冰立方”中開(kāi)展的冰壺賽事。冰面溫度、場(chǎng)館濕度、空氣溫度、比賽場(chǎng)館的形狀等都會(huì)影響冰面質(zhì)量。隨著比賽的進(jìn)行，溫度也會(huì)發(fā)生變化，需要相應(yīng)地及時(shí)調(diào)節(jié)冰面的溫度。

記者獲悉，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)自主研制的高精度光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在本屆冬奧會(huì)國(guó)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(wù)冬奧會(huì)。

針對(duì)冬奧場(chǎng)館對(duì)冰雪溫度全空間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求，此前，中國(guó)科大與中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所密切合作，組建聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)對(duì)專(zhuān)用激光光源系統(tǒng)、高精度信號(hào)解調(diào)算法、高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，研制出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(shí)現(xiàn)零下50℃至150℃的測(cè)溫范圍，測(cè)溫空間分辨率可達(dá)到0.4m，測(cè)量精度優(yōu)于±0.1℃，綜合性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

在本屆冬奧會(huì)開(kāi)幕之前，團(tuán)隊(duì)在“冰立方”冰壺賽場(chǎng)冰面下方鋪設(shè)了約200m通訊光纖，同時(shí)，部署了2套自主研發(fā)的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)設(shè)備，在整個(gè)冬奧會(huì)期間對(duì)賽道的冰體溫度進(jìn)行空間和時(shí)間上的連續(xù)監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解冰體溫度的微小變化。相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)推送至“冰立方”場(chǎng)館環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，全程保障冬奧會(huì)冰壺賽事的順利進(jìn)行。這也是分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)技術(shù)首次應(yīng)用于冬奧會(huì)冰雪溫度的監(jiān)測(cè)。

【為水質(zhì)監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)提供技術(shù)支撐】

位于北京市西北方向的官?gòu)d水庫(kù)，是此次北京冬奧會(huì)水源地之一。記者獲悉，由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體所余道洋博士主持研制的無(wú)人自航式水質(zhì)監(jiān)測(cè)船，成為北京官?gòu)d水庫(kù)的水質(zhì)安全保障用儀器。該儀器可針對(duì)水中痕量污染物進(jìn)行小型化、快速、原位和在線監(jiān)測(cè)，跟蹤污染物高濃度區(qū)域，并進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的過(guò)程管理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

余道洋介紹，這種無(wú)人自航式水質(zhì)監(jiān)測(cè)船為不銹鋼材質(zhì)，長(zhǎng)3.6米，寬1.8米；最大排水量超過(guò)1.2噸，載荷超過(guò)300公斤；純電動(dòng)力，能續(xù)航8小時(shí)以上；最大速度10公里/小時(shí)，適用內(nèi)河C級(jí)航區(qū)3級(jí)風(fēng)浪作業(yè)。在尺寸、功能、智能化程度上，都位于國(guó)內(nèi)同類(lèi)型設(shè)備領(lǐng)域領(lǐng)先地位。

為精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，團(tuán)隊(duì)研制出了針對(duì)水中痕量污染物檢測(cè)的先進(jìn)材料及傳感器件，開(kāi)發(fā)了檢測(cè)儀器的微流控進(jìn)樣系統(tǒng)及流路精確控制技術(shù)，以及針對(duì)無(wú)人船艇的小型化、快速、原位和在線監(jiān)測(cè)儀器；針對(duì)復(fù)雜環(huán)境的野外庫(kù)區(qū)，研發(fā)了無(wú)人船艇多模控制系統(tǒng)、跨平臺(tái)操控系統(tǒng)和無(wú)網(wǎng)絡(luò)一鍵巡航技術(shù)，解決了自航式水質(zhì)監(jiān)測(cè)無(wú)人船在無(wú)人值守狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性。此外，科研人員還開(kāi)發(fā)了水生態(tài)環(huán)境智慧管理平臺(tái)，通過(guò)對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間尺度上的演化分析，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的過(guò)程管理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。該產(chǎn)品的應(yīng)用，顯著提升了庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)管的實(shí)效性、準(zhǔn)確性和智能化技術(shù)水平。

此外，由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研發(fā)的大氣環(huán)境立體探測(cè)車(chē)、甲烷走航探測(cè)設(shè)備、二氧化碳立體監(jiān)測(cè)技術(shù)等，為此次冬奧會(huì)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(xué)氣象探測(cè)設(shè)備，也為此次冬奧會(huì)高精度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和多源氣象數(shù)據(jù)融合等關(guān)鍵技術(shù)方面提供了必要的數(shù)據(jù)支持，助力冬奧氣象實(shí)現(xiàn)“百米級(jí)、分鐘級(jí)”精準(zhǔn)預(yù)報(bào)能力。一系列相關(guān)技術(shù)和設(shè)備，都將應(yīng)用至更廣泛領(lǐng)域。

合肥報(bào)業(yè)科學(xué)+融媒體工作室　合肥報(bào)業(yè)全媒體記者 劉暢司晨

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