CN110411552B - 光学声传感器工作点偏离判断方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种光学声传感器工作点偏离判断方法及其装置，所述光学声传感器包括光干涉型声探头、光电探测器和信号采集与处理模块，该光学声传感器工作点偏离判断方法基于工作点偏离造成的倍频信号为判别标准，自动识别光学声传感器工作点状态并调整至最佳位置。本发明光学声传感器工作点偏离判断方法及其装置具有所需系统简单，功耗成本低，原位实时调节，控制精度高等特点，尤其适用于工作于复杂环境的便携声探测设备。
Description
技术领域
本发明涉及光学声传感技术领域，尤其涉及一种光学声传感器工作点偏离判断方法及其装置。
背景技术
相对于传统的电学量声传感器，光学声传感器具有结构简单，功耗低，灵敏度高，声频响应范围宽，无电磁辐射等优点，更适合在复杂电磁环境和恶劣天气条件下工作和组网探测。光学声传感器在工业、军事、医疗、环保等领域具有广泛应用前景，可用于环境噪声监测、管道气体泄露监测、超声机械探伤、超声健康诊断和电力、电机等设备的日常运行进行监测和故障预警。其中光干涉型声传感器具有灵敏度高、最低检测限低的突出优势，但其工作点偏离是制约其实用化的瓶颈问题。
光干涉型声传感器的工作点处于最佳位置时可以获得最高的声响应灵敏度，线性度和动态范围。但由于制造误差和环境影响，尤其是环境温度变化等因素，传感器处于静态时的工作点会偏离最佳位置，降低其对声波的响应特性，限制了传感器的实际应用。为了克服这一问题，现有的解决方法多集中在构建多波长或宽频带检测光路系统以获得正交检测信号进行相位解调来避免工作点问题，这种方法有效但在传感器系统中附加了高要求的光学器件和复杂的算法处理，大大增加了传感器系统的成本和功耗，不利于大批量推广应用。因此，有必要采用更为便捷高效的方法和技术，解决光干涉型声传感器工作点偏离的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种光学声传感器工作点偏离判断方法及其装置，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为达到上述目的，本发明提供了一种光学声传感器工作点偏离判断方法，所述光学声传感器包括光干涉型声探头、光电探测器和信号采集与处理模块，所述工作点偏离判断方法包括如下步骤：
步骤1：所述光干涉型声探头响应一标准声源发出的声信号，并输出被所述声信号调制的光信号，该光信号被所述光电探测器接收并转换为电信号；
步骤2：所述电信号被所述信号采集与处理模块接收并进行傅立叶变换处理，得到频谱数据数字信号；
步骤3：所述信号采集与处理模块从所述频谱数据数字信号中识别与所述声信号同频的主频信号的倍频信号，并求取所述倍频信号的强度；
步骤4：所述信号采集与处理模块将所述倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较，如果所述倍频信号的强度不大于预设的判别阈值，则判定所述光学声传感器的工作点未发生偏离；反之，则判定所述光学声传感器的工作点发生了偏离。
本发明还提供了一种利用上述光学声传感器工作点偏离判断方法的装置，包括：
光学声传感器，包括
激光光源，用于发射光信号；
光干涉型声探头，用于接收所述激光光源发射的光信号，以及响应一标准声源发出的声信号，并输出被所述声信号调制的光信号；
光电探测器，用于接收所述光干涉型声探头输出的被所述声信号调制的光信号，并将该光信号转换为电信号而输出；以及
信号采集与处理模块，包括信号解调与运算处理单元，用于进行以下处理：
接收光电探测器输出的电信号，并将电信号进行傅立叶变换而得到相应的频谱数据数字信号；
识别与所述标准声源声信号同频的主频信号的倍频信号，求取所述倍频信号的强度；
将所述倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较，从而判断所述光学声传感器的工作点是否发生偏离。
从上述技术方案可以看出，本发明的光学声传感器工作点偏离判断方法及其装置相对于现有技术至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)将工作点偏离造成的倍频信号为判别标准可自动识别光学声传感器工作点状态并调整至最佳位置，原位实时调节，使用方便，环境适应性强；
(2)未附加额外的光学器件和光路设计，体积小功耗低，便于便携设备应用；
(3)所需光学声传感器结构简单，成本较低，易于实现，具有极高的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明光学声传感器工作点偏离判断与校准方法的流程图；
图2为本发明光学声传感器工作点偏离判断装置结构示意图；
图3为本发明光学声传感器工作点偏离判断与校准方法中工作点自动校准的校准程序流程图；
图4(1)为本发明光学声传感器工作点偏离状态的第一时域波形和频谱数据图；
图4(2)为本发明光学声传感器工作点偏离状态的第二时域波形和频谱数据图；
图4(3)为本发明光学声传感器工作点至最佳状态的时域波形和频谱数据图。
上述附图中，附图标记含义如下：
1-激光光源；2-光干涉型声探头；3-光电探测器；4-标准声源；5-静音腔室；6-信号采集与处理模块；61-电源单元；62-前置放大处理单元；63-信号解调与运算处理单元；64-激光光源驱动单元；65-输入输出端口；65a-第一输入端口；65b-第一输出端口；65c-第二输出端口；66-电源接口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
本发明公开了一种光学声传感器工作点偏离判断与校准方法及其装置，以工作点偏离造成的倍频信号为判别标准，基于常规光干涉型声传感系统实现其工作点的校准，以使光学声传感器的工作点保持在最佳位置，获得最优的声响应性能。所需光学声传感器结构简单，功耗低、体积小、成本低、易于实现，尤其适用于工作于复杂环境的便携声探测设备。
以下结合具体实施例对本发明提供的一种光学声传感器工作点偏离判断与校准方法及其装置作进一步说明。
实施例1
在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种光学声传感器工作点偏离判断装置。图2为本发明光学声传感器工作点偏离判断装置结构示意图。
如图2所示，该光学声传感器工作点偏离判断装置包括：
光学声传感器，包括
激光光源1，用于发射光信号；
光干涉型声探头2，用于接收激光光源1发射的光信号，以及响应一标准声源4发出的声信号，并输出被声信号调制的光信号；
光电探测器3，用于接收光干涉型声探头2输出的被声信号调制的光信号，并将该光信号转换为电信号而输出；
标准声源4，用于产生已知频率的窄带声信号或单频声信号；
静音腔室5，用于放置光干涉型声探头2和标准声源4；以及
信号采集与处理模块6，包括信号解调与运算处理单元63，用于进行以下处理：
接收光电探测器3输出的电信号，将电信号进行傅立叶变换而得到相应的频谱数据数字信号；
识别与标准声源4产生的声信号同频的主频信号的倍频信号，求取倍频信号的强度；
将倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较，从而判断光学声传感器的工作点是否发生偏离。
其中，光干涉型声探头2内有干涉腔结构，干涉腔的一个表面是具有反射性的弹性振膜，另一个表面为具有半透半反特性的固定表面，当声信号作用于光干涉型声探头2，弹性振膜发生形变，进而干涉腔长度受到声波调制。
但是由于制造误差和环境影响等因素，光学声传感器在处于静态时的工作点会偏离最佳位置，从而会降低光学声传感器对声信号的响应特性，导致信号失真，限制其实际探测的精度和灵敏度。
因此，本发明的实施例中，其设计原理为：以工作点偏离造成的倍频信号为判别标准，利用信号采集与处理模块6，识别与标准声源4声信号同频的主频信号的倍频信号，求取倍频信号的强度；并通过对倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较，从而判断光学声传感器的工作点是否发生偏离。
采用本发明的实施例实现的效果为：基于常规光干涉型声传感系统实现其工作点的校准，以使光学声传感器的工作点保持在最佳位置，获得最优的声响应性能。
在本实施例中，如图2所示，光干涉型声探头2分别与激光光源1和光电探测器3之间光连接，光连接可以通过光纤实现，但并不局限于此，在不同实施例中，也可以是通过光波导实现，还可以是通过空间光路传输实现。
在本实施例中，激光光源1为单波长光源，激光光源波长随激光光源驱动单元64提供的驱动电流或者电压单调连续可调；且光电探测器3与激光光源1的可调波长范围匹配；光电探测器3对激光光源1在其波长调节范围内发出的光信号具有较平稳的响应灵敏度。
在不同实施例中，激光光源1和/或光电探测器3与信号采集与处理模块6可以集成为一体，但并不局限于此。
本实施例中，信号采集与处理模块还包括电源单元61、激光光源驱动单元64和前置放大处理单元62；电源单元61为激光光源驱动单元64、前置放大处理单元62和信号解调与运算处理单元63连接供电；激光光源驱动单元64，用于给激光光源1提供驱动电流或电压；前置放大处理单元62，用于给光电探测器3提供偏置电压，并对光电探测器3输出的电信号进行放大处理；信号解调与运算处理单元63，还用于运行校准程序，来控制激光光源驱动单元64输出的驱动电流或电压，以调节激光光源波长直至判定光学声传感器的工作点不再发生偏离。
具体而言，如图2所示，信号采集与处理模块6由电源单元61，前置放大处理单元62，信号解调与运算处理单元63，激光光源驱动单元64，输入端口65a、第一输出端口65b、第二输出端口65c和电源接口66组成；其中外部电源与电源接口66连接，接入到电源单元61，由电源单元61给前置放大处理单元62，信号解调与运算处理单元63和激光光源驱动单元64供电；前置放大处理单元62和激光光源驱动单元64分别与信号解调与运算处理单元63电连接；前置放大处理单元62通过第一输入端口65a与光电探测器3电连接；激光光源驱动单元64通过第一输出端口65b与激光光源1电连接；信号解调与运算处理单元63通过第二输出端口65c与外围设备电连接。
至此，本发明第一实施例光学声传感器工作点偏离判断装置介绍完毕。
实施例2
本发明的第二个示例性实施例中，提供了一种光学声传感器工作点偏离判断与校准方法；图1为本发明光学声传感器工作点偏离判断与校准方法的流程图；图3为本发明光学声传感器工作点偏离判断与校准方法中工作点自动校准的校准程序流程图；图4(1)为本发明光学声传感器工作点偏离状态的第一时域波形和频谱数据图；图4(2)为本发明光学声传感器工作点偏离状态的第二时域波形和频谱数据图；图4(3)为本发明光学声传感器工作点至最佳状态的时域波形和频谱数据图。
如图1和图3所示，光学声传感器工作点偏离判断与校准方法，包括如下步骤：
步骤A：获得一光学声传感器；该光学声传感器包括光干涉型声探头2、光电探测器3和信号采集与处理模块6，具体结构请参见实施例1的说明，在此不作赘述。
步骤B：光干涉型声探头2响应一标准声源4发出的声信号，并输出被声信号调制的光信号，该光信号被光电探测器3接收并转换为电信号；
标准声源4发出的声信号为窄带声信号，该窄带声信号的中心频率f0位于光干涉型声探头2的频响范围内，该窄带声信号的带宽Δf和中心频率f0满足：Δf＜2f0/3；
作为优选，本实施例中，标准声源4发出的声信号为单频声信号，该单频声信号的频率位于光干涉型声探头2的频响范围内。
在本实施例中，标准声源4与光干涉型声探头2一同置于一静音腔室5内，给光学声传感器供电，使其处于工作状态，给标准声源4供电，使其发出窄带声信号，该窄带声信号被光干涉型声探头2接收，用于对激光光源1发射的光信号进行声波调制。
在不同实施例中，标准声源4可以是独立器件，但并不局限于此，也可以与静音腔室5集成为一个整体。
步骤C：光电探测器3输出的电信号被信号采集与处理模块6接收并进行傅立叶变换处理，得到频谱数据数字信号；
其中，在本实施例中，信号采集与处理模块6中的激光光源驱动单元64驱动激光光源1，激光光源1发射的光信号经过光干涉型声探头2被声信号调制后传输到光电探测器3并通过光电探测器3转化为模拟电信号，输入信号解调与运算处理单元63处理为时域响应数据数字信号，再经信号解调与运算处理单元63内的运算转化为频谱数据数字信号。
步骤D：信号采集与处理模块6从频谱数据数字信号中识别与声信号同频的主频信号的倍频信号，并求取倍频信号的强度；
其中，在本实施例中，倍频信号包括频率为标准声源4产生的声信号频率2倍的二倍频信号，但并不局限于此，还可以为更高阶信号。倍频信号的强度为一种强度水平，在不同实施例中，可以是倍频信号的绝对强度，也可以是倍频信号相对频谱数据数字信号的本底噪声的相对强度，也可以是倍频信号相对主频信号的相对强度，这里的主频信号是指在频谱数据数字信号中与标准声源4产生的声信号频率相同的信号。
步骤E：信号采集与处理模块6将倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较，如果强度不大于预设的判别阈值，则判定光学声传感器的工作点未发生偏离；反之，则判定光学声传感器的工作点发生了偏离。
在本实施例中，倍频信号的强度具体为倍频信号与主频信号的强度比值，预设的判别阈值为0.0001至0.5；作为优选，预设的判别阈值为0.01至0.1。
在不同的实施例中，预设的判别阈值并不局限于预先设定的固定值，还可以是运行过程中状态数据通过信号解调与运算处理单元63的程序运算得到的可调节的计算值。
在本实施例中，利用倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较判定光学声传感器工作点偏离以及调节激光光源波长以实现光学声传感器偏离的工作点校准的依据为：
光干涉型声探头为由振膜和光纤或由振膜和光栅构成的法布里-珀罗干涉式声探头，光干涉型声探头2的干涉腔的腔长d为靠近振膜的光纤端面或光栅表面至振膜的最短距离：d＝d0+da；
其中，d0为干涉型声探头的静态腔长度，da为光干涉型声探头的干涉腔长度变化量。
光干涉型声传感器的输出光信号强度与干涉腔长的关系如公式：
其中：
主频信号的强度为：
倍频信号的强度为：
λ为激光光源波长，I0为直流信号的强度；
光学声传感器处于最佳工作点时，激光光源波长与光干涉型声探头干涉腔静态腔长度的关系，为
(m＝0、1、2、3、……)。
这是因为，
(m＝0、1、2、3、……)时，
倍频信号消失，获得的光学声传感器的时域响应数据只包含直流信号和主频信号，即当符合最佳工作点条件为
(m＝0、1、2、3、……)时，输出光信号强度只与声波作用导致的光干涉型声探头干涉腔长变化量da有关且用于表征声信号的交流量占比最高：
由此判定光学声传感器的工作点未发生偏离。
当激光光源的波长λ与法布里-珀罗干涉式声探头的静态腔长d0之间不满足关系式
(m＝0、1、2、3、……)时，
则倍频信号存在，获得的光学声传感器的时域响应数据包含直流信号、倍频信号和主频信号，由此判定光学声传感器的工作点发生了偏离。
在本实施例中，从光干涉型声传感器输出的时域信号和运算得到的频谱数据列也可以充分说明此原理。如图4(1)和图4(2)所示，在工作点调整过程中，工作点偏离时，光干涉型声传感器输出的时域信号表现为上下波形不对称，运算得到的频谱数据列显示此时倍频信号峰值较高；如图4(3)所示，当工作点调整至最佳位置时，光干涉型声传感器输出的时域信号表现为上下波形对称，运算得到的频谱数据列显示此时倍频信号十分微弱，几乎消失。
步骤G：若判定光学声传感器工作点未发生偏离，则锁定激光光源波长，使光学声传感器在当前的激光光源波长下工作；
若光学声传感器工作点发生了偏离，则进行校准步骤F。
在不同实施例中，信号采集与处理模块6可以持续监测并判别工作点偏离情况，发现偏离问题自动开启并运行校准程序进行调制，但并不局限于此，也可以至此关闭校准程序，等待外设手动操作再开启校准程序。
在本实施例中，该校准步骤具体包括：信号采集与处理模块6运行校准程序，用于调节激光光源1的驱动电流或者电压，进而调节激光光源波长，直至判定光学声传感器工作点不再发生偏离。
在本实施例中，图3为本发明光学声传感器工作点偏离判断与校准方法中工作点自动校准的校准程序流程图；如图3所示，校准步骤F中，校准程序包括反馈控制程序，具体包括：
子步骤F1：利用信号解调与运算处理单元63将当前的倍频信号强度输入反馈控制程序中；
子步骤F2：获取当前倍频信号的强度与预设的判别阈值的偏差值；
子步骤F3：判断偏差值是否大于0，若不大于0则停止调节激光光源1的驱动电流或电压，若大于0则进入调节过程；
子步骤F4：以当前倍频信号的强度与预设的判别阈值的偏差值为输入值通过运算得到激光调节参数；
在本实施例中，其中将当前的倍频信号的强度与预设的判别阈值的偏差值作为输入值进行运算，其算法采用PID算法，但并不局限于此，还可以是其他优化或简化的高效率算法；
子步骤F5：根据激光调节参数来调节激光光源1的驱动电流或电压，以调节激光光源波长；
子步骤F6：重复子步骤F1至F5直至偏差值不大于0，然后停止调节激光光源1的驱动电流或电压。
至此，本发明第二个实施例光学声传感器工作点偏离判断与校准方法介绍完毕。
实施例3
在本发明的第三个示例性实施例中，提出了一种光学声传感器工作点偏离判断与校准方法。本实施例同样利用信号采集与处理模块6将倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较以判断光学声传感器的工作点是否发生偏离。本实施例与实施例2的不同之处在于：其倍频信号的强度具体为倍频信号相对本底噪声的相对强度，即倍频信号与频谱数据数字信号的本底噪声的强度比值。这里所说的倍频信号与本底噪声来自同一个频谱数据列。
在本实施例中，当倍频信号的强度具体为倍频信号与频谱数据数字信号的本底噪声的强度比值时，预设的判别阈值为1至5；作为优选，预设的判别阈值为1至3。
至此，本发明第三个实施例光学声传感器工作点偏离判断与校准方法介绍完毕。
上文已经结合附图对本发明实施例进行了详细描述，但需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，因此并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
实施例中光电探测器数量可以多于1个，用于不同输出光信号的检测，进而输入信号采集与处理模块的信号也可以多于1个。
综上，本发明提供了一种光学声传感器工作点偏离判断与校准方法及其装置，以工作点偏离造成的倍频信号为判别标准，利用波长可调的激光光源结合自动调节算法，基于常规光干涉型声传感系统实现其工作点的校准，使光学声传感器的工作点保持在最佳位置，获得最优的声响应性能。该方法可实现光干涉型声传感器工作点的自动原位实时调节，基于常规声传感系统，功耗低、体积小、成本低、易于实现，尤其适用于工作于复杂环境的便携声探测设备。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种光学声传感器工作点偏离判断方法，所述光学声传感器包括光干涉型声探头、光电探测器和信号采集与处理模块，其特征在于，所述工作点偏离判断方法包括如下步骤：
步骤1：所述光干涉型声探头响应一标准声源发出的声信号，并输出被所述声信号调制的光信号，该光信号被所述光电探测器接收并转换为电信号；
步骤2：所述电信号被所述信号采集与处理模块接收并进行傅立叶变换处理，得到频谱数据数字信号；
步骤3：所述信号采集与处理模块从所述频谱数据数字信号中识别与所述声信号同频的主频信号的倍频信号，并求取所述倍频信号的强度；
步骤4：所述信号采集与处理模块将所述倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较，如果所述倍频信号的强度不大于预设的判别阈值，则判定所述光学声传感器的工作点未发生偏离；反之，则判定所述光学声传感器的工作点发生了偏离。
2.根据权利要求1所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述光学声传感器还包括激光光源，所述光信号来自于所述激光光源，所述步骤4之后还包括步骤5：
若判定所述光学声传感器工作点未发生偏离，则锁定激光光源波长，使所述光学声传感器在所述激光光源波长下工作；
若所述光学声传感器工作点发生了偏离，则进行校准步骤。
3.根据权利要求2所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述校准步骤具体包括：
所述信号采集与处理模块运行校准程序，用于调节激光光源的驱动电流或者电压，进而调节激光光源波长，直至判定所述光学声传感器工作点不再发生偏离。
4.根据权利要求3所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述校准步骤中，所述校准程序包括反馈控制程序，具体包括：
子步骤51：获取当前倍频信号的强度与预设的判别阈值的偏差值；
子步骤52：判断所述偏差值是否大于0，若不大于0则停止调节激光光源的驱动电流或电压，若大于0则通过对偏差值运算得到激光调节参数；
子步骤53：根据所述激光调节参数来调节所述激光光源的驱动电流或电压，以调节激光光源波长；
子步骤54：重复子步骤51至53直至所述偏差值不大于0，然后停止调节激光光源的驱动电流或电压。
5.根据权利要求4所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述反馈控制程序为PID算法。
6.根据权利要求1所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，当所述倍频信号的强度具体为所述倍频信号与所述主频信号的强度比值，所述预设的判别阈值为0.0001至0.5。
7.根据权利要求6所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述预设的判别阈值为0.01至0.1。
8.根据权利要求1所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，当所述倍频信号的强度具体为所述倍频信号与所述频谱数据数字信号的本底噪声的强度比值，所述预设的判别阈值为1至5。
9.根据权利要求8所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述预设的判别阈值为1至3。
10.根据权利要求1所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述步骤1中，所述标准声源与光干涉型声探头处于静音环境中。
11.根据权利要求10所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述标准声源发出的声信号为窄带声信号，该窄带声信号的中心频率f0位于所述光干涉型声探头的频响范围内，该窄带声信号的带宽Δf和中心频率f0满足：Δf ＜ 2f0/3。
12.根据权利要求10所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述标准声源发出的声信号为单频声信号，该单频声信号的频率位于所述光干涉型声探头的频响范围内。
13.根据权利要求1所述的光学声传感器工作点偏离判断方法，其特征在于，所述步骤3中，所述倍频信号为所述标准声源发出的声信号的二倍频信号。
14.一种利用如权利要求1至13任一项所述的光学声传感器工作点偏离判断方法的装置，其特征在于，包括：
光学声传感器，所述光学声传感器包括激光光源、光干涉型声探头、光电探测器和信号采集与处理模块，其中：
激光光源，用于发射光信号；
光干涉型声探头，用于接收所述激光光源发射的光信号，以及响应一标准声源发出的声信号，并输出被所述声信号调制的光信号；
光电探测器，用于接收所述光干涉型声探头输出的被所述声信号调制的光信号，并将该光信号转换为电信号而输出；以及
信号采集与处理模块，包括信号解调与运算处理单元，用于进行以下处理：
接收光电探测器输出的电信号，将电信号进行傅立叶变换而得到相应的频谱数据数字信号；
识别与所述标准声源声信号同频的主频信号的倍频信号，求取所述倍频信号的强度；
将所述倍频信号的强度与预设的判别阈值进行比较，从而判断所述光学声传感器的工作点是否发生偏离。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述信号采集与处理模块还包括电源单元、激光光源驱动单元和前置放大处理单元；
所述电源单元为所述激光光源驱动单元、前置放大处理单元和信号解调与运算处理单元连接供电；
所述激光光源驱动单元，用于给激光光源提供驱动电流或电压；
所述前置放大处理单元，用于给所述光电探测器提供偏置电压，并对所述光电探测器输出的电信号进行放大处理；
所述信号解调与运算处理单元，还用于运行校准程序，来控制激光光源驱动单元输出的驱动电流或电压，以调节激光光源波长直至判定所述光学声传感器的工作点不再发生偏离。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述激光光源波长随激光光源驱动单元提供的驱动电流或者电压单调连续可调。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述光电探测器对所述激光光源在其波长调节范围内发出的光信号具有较平稳的响应灵敏度。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述激光光源和/或光电探测器与所述信号采集与处理模块集成为一体。
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述激光光源与光干涉型声探头之间、所述光干涉型声探头与光电探测器之间采用光连接；所述光连接通过光纤、光波导实现；或者通过空间光路传输实现。
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