[发明专利]半导体光源模块、多通道半导体光源模块及补偿方法

说明书

本发明公开了一种半导体光源模块、多通道半导体光源模块及补偿方法，该半导体光源模块采用标准设计的通讯接口与光纤电流互感器采集单元连接，组成完整的光纤电流互感器；通过对半导体光源光功率和中心波长的状态监测，反馈调节半导体光源的驱动电流；基于更换前后半导体光源中心波长的漂移量对互感器测量误差进行补偿，省去了光纤电流互感器更换光源时的重新标定步骤，实现半导体光源模块的便捷更换。对于多个互感器共用多通道半导体光源模块，同样可实现无需重新标定的便捷更换。本发明提高了半导体光源的可靠性和适用性，更换半导体光源模块可使得互感器无需重新标定，降低了互感器的运维成本。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，更具体地，涉及一种半导体光源模块、多通道半导体光源模块及补偿方法。

背景技术

光纤电流互感器是一种基于磁光法拉第效应的光学传感器，因其具有精度高、响应快、频谱宽、抗电磁干扰能力强、绝缘简单可靠等优点，已在超/特高压直流输电工程和柔性直流工程中实现规模化应用。作为光纤电流互感器的核心器件之一，半导体光源对传感器的性能有至关重要的影响。根据国家电力调度控制中心统计历年运行数据，半导体光源故障占据光纤电流互感器整体故障次数的63％；由于半导体光源失效导致的互感器故障频发，严重制约了传感器大规模推广应用。

在目前工程应用的光学电流互感器中，半导体光源常与互感器光路中起偏器、相位调制器与光电探测器等核心光电器件整体封装为采集模块，同步地半导体光源的驱动电路与互感器的信号处理电路常采用一体化设计。因而，当半导体光源出现或其驱动电路出现故障时，均需要整体更换互感器的采集模块，造成互感器维护成本较高，并且在进行更换时需要使用特种光纤熔接机等专用设备进行保偏光纤现场熔接操作，操作难度大且存在可靠性隐患，无法实现光纤电流互感器的便捷运维。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种半导体光源模块、多通道半导体光源模块及补偿方法，基于更换前后半导体光源中心波长的漂移量对互感器测量误差进行补偿，省去了光纤电流互感器更换光源时的重新标定步骤，实现半导体光源模块的便捷更换提高了半导体光源的可靠性和适用性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种半导体光源模块，包括：

半导体光源，用于提供光纤电流互感器的光源信号；

半导体光源状态监测模块，用于监测半导体光源的状态信号和半导体光源模块的环境信息并输出至半导体光源信号处理芯片；

半导体光源驱动模块，用于输出驱动电流至半导体光源；

半导体光源信号处理芯片，用于将半导体光源的状态信号并发送至光纤电流互感器采集单元，以及计算并控制半导体光源驱动模块输出驱动电流，以及计算光纤电流互感器测量误差并发送至光纤电流互感器采集单元；

和，

半导体光源通讯模块，包括半导体光源模块的供电接口，接入光纤电流互感器光路的光源接口和与光纤电流互感器采集单元连接的通信接口；

所述半导体光源驱动模块、半导体光源、半导体光源状态监测模块和半导体光源信号处理芯片依次相连，所述半导体光源信号处理芯片还与半导体光源驱动模块和半导体光源通讯模块相连接，所述半导体光源通讯模块与光纤电流互感器采集单元相连。

进一步的，所述半导体光源状态监测模块具体用于，

对半导体光源的驱动电流、管芯温度、光功率和中心波长进行监测；

以及，对半导体光源模块的温度和湿度进行监测。

进一步的，所述半导体光源状态监测模块包括由1只光纤耦合器、2支光电探测器和2支光纤光栅构成的监测电路；