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科技展示冬奥魅力

2022-03-30颜士州

阅读(科学探秘) 2022年3期
关键词:制冷剂冰面赛场

颜士州

北京冬奥会于2022年2月4日如期举行,这次国际性盛会迎来了世界各地体育健儿齐聚赛场竞技。为了办好这场冬奥会,我国采用智能科技助推北京冬奥会走向世界。

速滑馆的制冰技术

冬奥会北京赛区共有15块冰面场地,可以说每一块冰面都采用了环保制冷剂,其中有7块采用了国际最先进的二氧化碳制冷技术,这项技术的应用在冬奥会历史上是首例。

液态二氧化碳既是一种制冷剂,可用来人工降雨,又可用作化工上的冷却剂。制冷主要是通过液态和气态进行相互转化而实现的;而用二氧化碳做制冷剂,不但无毒,而且化学性能稳定。

国家速滑馆采用了全冰面设计,冰面的面积达1.2万平方米,是全世界最大的采用二氧化碳制冷系统的冰面。而采用二氧化碳制冷技术,既要达到环保标准,使碳排放值接近于零,又要节能降耗,使效果大幅度提升,那就必須对每块场地单独控温。

国家速滑馆只需耗时14天便能完成制冰,然而温度恒定才是关键。当运动员高速滑冰时,如果冰面过硬,容易打滑;如果冰面过软,又会影响比赛速度。使用二氧化碳制冰技术,使得每一寸冰面的温差不超过0.5摄氏度,温度均匀,冰面硬度一致,这样才能保证赛场的优越性和安全性,创造出最佳的运动场地。

国家速滑馆冰板层在设计时,在地下犹如“千层糕”一样进行铺设,最底下一层为加热层,防止泥土结冰而凸起;其上为混凝土层,里面架设了长达120千米的不锈钢管,制冷管道完全盘踞其中;最上面才是冰面层。在整个过程中,制冷管道的焊接必须没有丝毫的缝隙,因为每个项目的比赛对冰面的温度都有要求,这就要靠控制制冷管道中的二氧化碳的密度来实现。有了这样的管道控制系统,每块场地就能实现单独控温,使整个场馆实现“同时运行、不同使用”。

据介绍,大道速滑的冰面温度可调范围为零下6℃至零下10.5℃,冰场的室内设计温度控制在15℃左右。制冰和浇水所用的水采用两级反渗透加连续电除盐工艺,获得纯净的水以进一步提高冰面的硬度。

智能机器人上岗服务

北京冬奥会上,各个领域都投放了大量的机器人,它们有着不同的造型,承担着不同的工作:既有清扫地面的,也有给环境消毒和5G送餐的,还有进行物流配送的,等等。北京冬奥会期间,这些机器人成为一道亮丽的风景。

所有进场人员都必须经过防疫监督,这是机器人“笨笨”的任务,它负责移动检测。只要有人员进场,它就会按照路线主动上前进行测温,如果发现体温异常,会用语音做出提示,并及时报告;对于没有戴口罩的人员,也会及时提醒。

一天赛事结束后,扫地机器人会负责洗刷地面并处理垃圾,然后由消毒机器人负责全方位的环境消毒工作。

到了用餐时间,5G送餐机器人通过规定线路,结合雷达系统自主导航,避开人流拥挤的地方,实现自主规划线路,灵活完成送餐服务。

赛场上的机器人都搭载着人脸识别和语音识别系统。这样既提高了识别精准度,又解决了多种语言的需求,减少了人与人之间的接触。

物流机器人会根据赛场上的运动员和观众的需求,即时配送物资,最多可承载约300千克货物,随时进行非接触性配送。当货物到达时,机器人会通过手机短信通知对方,客户则使用验证码直接取货。电力不足时,机器人就会自动返回充电处进行消毒和充电。

智能汽车积极配合

北京冬奥会既是一场体育盛宴,又是科技与人文的融合。赛事期间,我国自主研制的智能公交成为交通的“主动脉”。这是一款用锂离子动力电池带动的电动车,车上结合了多种传感器感知周围环境。为了解决冬季电瓶续航里程短及难启动等问题,这款智能公交即使在低温下也能工作,不到一分钟时间就使车内温度迅速回升到0℃以上。

我国自主研发的另一款无人公交车也投入使用。这款汽车车顶搭载激光雷达,四周分布了摄像头,采用先进的传感器,能够自主规划道路,避开拥挤路段,自动识别红绿灯。人员要是想上车,可先扫描二维码,根据提示填写相关信息,提交点击后就可上车,手机会显示出电子乘车票,而公交车的动态图将显示车的行驶位置,然后靠语音控制到站点下车。

“冰丝带”飘扬,“雪如意”闪耀,北京冬奥会既显示了一个国家综合实力的提高,又展示了竞技拼搏的精神面貌。北京冬奥会,彰显了科技发展带来的强大力量。

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