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2月20日，北京2022年冬季奧運(yùn)會(huì)順利閉幕。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)，“科技冬奧”的理念始終貫穿整個(gè)冬奧的進(jìn)程。
其中，中國(guó)科大合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心陳旸教授、趙東鋒教授團(tuán)隊(duì)、地球和空間科學(xué)學(xué)院王寶善教授團(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)。
分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)儀
冰雪溫度對(duì)冬奧賽事至關(guān)重要。針對(duì)冬奧場(chǎng)館對(duì)冰雪全空間實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)需求，我校與中國(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)，通過對(duì)專用激光光源系統(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)，研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分布式光纖溫度傳感（DTS）系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以利用通信光纜實(shí)現(xiàn)測(cè)溫范圍-50至150℃，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“冰立方”冰壺賽場(chǎng)鋪設(shè)用于冰體溫度監(jiān)測(cè)的通訊光纖。
冬奧會(huì)冰壺賽場(chǎng)對(duì)溫度的要求非常嚴(yán)格。冰面的溫度、場(chǎng)館的濕度、空氣溫度、比賽場(chǎng)館的形狀都會(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。在本屆冬奧會(huì)開幕之前，團(tuán)隊(duì)在“冰立方”冰壺賽場(chǎng)冰面下方鋪設(shè)約200m通訊光纖（相當(dāng)于在500個(gè)溫度計(jì)），并部署了2套自主研發(fā)的分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)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。
溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，冰壺比賽場(chǎng)地冰體溫度（冰面下5cm）較為穩(wěn)定（在-9℃至-10℃之間），場(chǎng)地的不同區(qū)域溫存在微弱差異（約0.2℃），比賽后冰體溫度略有升高(不超過0.8℃)。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。這是DTS技術(shù)首次應(yīng)用于冬奧會(huì)冰雪溫度監(jiān)測(cè)。
分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心特任副研究員張強(qiáng)完成，與“冰立方”場(chǎng)館監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)接由地球和空間科學(xué)學(xué)院博士生孫天為完成。合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心碩士生謝驁?jiān)陂]環(huán)內(nèi)全程參與了冬奧賽事保障。該工作得到了合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心、中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所的資助和支持。
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