[发明专利]一种水下传感器光纤供能系统和控制方法

权利要求书

1.一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，包括海底接驳盒(1)、水下激光器(2)、水密光纤(3)和终端装置(4)，所述水下激光器(2)分别与海底接驳盒(1)和水密光纤(3)连接，所述水密光纤(3)与终端装置(4)连接，所述终端装置(4)连接有水下传感器(12)，所述水下激光器(2)将从海底接驳盒(1)获得的电能转化为光能，通过水密光纤(3)将光能传输到终端装置(4)，所述终端装置(4)内设有光电转换模块(5)和能量管理模块(6)，所述光电转换模块(5)将接收的光能换为电能，所述能量管理模块(6)对电能进行处理并储存，所述终端装置(4)将电能传输到水下传感器(12)进行供电，所述能量管理模块(6)中设有温控电路(7)控制光电转换模块(5)的温度。

2.根据权利要求1所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述光电转换模块(5)中设有光电转换器。

3.根据权利要求2所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述温控电路(7)包括三极管(27)、热敏电阻(28)、运算放大器(26)、半导体制冷器(29)及电桥电路(25)。

4.根据权利要求3所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述热敏电阻(28)设于光电转换器上。

5.根据权利要求3所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述半导体制冷器(29)设于光电转换器上。

6.根据权利要求1所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述能量管理模块(6)还设有储能蓄电池及其充放电监控电路(9)、降压电路(8)、微控制器及其电能监控电路(11)和稳压电路(10)。

7.根据权利要求6所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述能量管理模块(6)设有直接供电通路和备用供电通路，所述直接供电通路包括稳压电路(10)，所述备用供电通路包括储能蓄电池及其充放电监控电路(9)。

8.根据权利要求7所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述能量管理模块(6)中设有继电器(19)，所述继电器(19)的一端与直接供电通路和备用供电通路连接，另一端与能量管理模块(6)的供电接口(24)连接，所述继电器(19)与微控制器(18)连接。

9.根据权利要求1所述的一种水下传感器光纤供能系统，其特征在于，所述供能系统的供能效率的计算公式如下所示：

P＝[(P_x-αL)·η]–P_y

其中，α为单位长度光纤损耗，L为光纤长度，η为光电转换模块(5)的能量转换效率，P_x为水下激光器(2)的供能效率，P_y为电路中损耗的供能效率，P为供能系统的供能效率。

10.一种水下传感器光纤供能控制方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一所述的水下传感器光纤供能系统，具体实现以下步骤：

S1.岸基站控制水下激光器(2)发射激光，经水密光纤(3)传输到终端装置(4)换为电能；

S2.微控制器(18)获取电能的采样电压值，判断直接供电通路是否正常运行，若运行正常转至S3，否则转至S7；

S3.继电器(19)闭合，微控制器(18)选择直接供电通路为水下传感器(12)供电；

S4.微控制器(18)通过温控电路(7)监测光电转换器的温度是否正常，若正常则转至S5，否则转至S6；

S5.能量管理模块(6)对储能蓄电池(21)进行充电，与储能蓄电池(21)连接的充电保护芯片监测储能蓄电池(21)的电量是否充满，若是则转至S2，否则继续进行充电；

S6.微控制器(18)关闭光电转换器并将异常情况发送至岸基站，能量管理模块(6)自检后重启光电转换器并转至S4；

S7.微控制器(18)获取备用供电通路的电压值，判断备用供电通路是否正常运行，若运行正常转至S8，否则转至S12；

S8.继电器(19)闭合，微控制器(18)选择备用供电通路为水下传感器(12)供电，发送电量不足预警至岸基站；

S9.微控制器(18)根据预设值判断电能监控电路是否正常，若正常转至S7，否则转至S10；

S10.能量管理模块(6)停止对水下传感器供电，发送电能监控电路异常预警至岸基站；

S11.备用供电通路自检后能量管理模块(6)重启对水下传感器供电，转至S9；

S12.微控制器(18)发送系统故障失效请求检修的警告至岸基站。