本發(fā)明屬于油井動液面深度檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種基于welch多段平均功率譜法的油井動液面深度檢測方法。

背景技術(shù)：

在石油開采的過程中，通過檢測油井動液面深度，能夠科學(xué)地了解油井供應(yīng)能力，確定抽油泵的沉沒深度、油層壓力，分析能量衰減的異常原因等，從而合理安排采油工藝，使油井產(chǎn)油率最大化。因此，油井動液面深度的檢測在油田開發(fā)中顯得十分重要。

油井動液面深度檢測的一種方法是管柱聲場模型法，該方法是向井內(nèi)連續(xù)不斷地發(fā)送白噪聲，源源不斷的向井內(nèi)補(bǔ)充能量，從而激發(fā)井內(nèi)空氣柱共振。根據(jù)共振頻率與空氣柱長度之間的數(shù)學(xué)模型，計算出空氣柱的長度，此空氣柱的長度也即是油井動液面的深度。

由于是通過白噪聲激發(fā)產(chǎn)生的共振信號，所以接收到的共振信號中存在大量白噪聲的干擾，共振信號幾乎完全被白噪聲淹沒，這嚴(yán)重影響了動液面的檢測精度，從而影響生產(chǎn)，造成損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對信號中含有大量的白噪聲，嚴(yán)重影響共振頻率測量的問題，本發(fā)明主要是在時域、頻域分別對信號做自相關(guān)去噪處理和welch多段平均功率譜估計，通過得到精確的共振頻率，從而根據(jù)空氣柱長度與共振頻率間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)油井動液面深度的高精度檢測。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明表述一種基于welch多段平均功率譜法的油井動液面深度檢測方法，其關(guān)鍵在于按照如下步驟進(jìn)行：

步驟11：安裝檢測裝置，在檢測管內(nèi)靠近管口處安裝有檢測裝置，該檢測裝置的揚(yáng)聲器和駐極式話筒伸向所述檢測管內(nèi)，所述揚(yáng)聲器和駐極式話筒均靠近所述檢測管的管心線；

步驟12：利用發(fā)聲軟件構(gòu)造出白噪聲信號，將白噪聲經(jīng)過功率放大器及揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器貼近管口固定住，信號經(jīng)功率放大器放大后由揚(yáng)聲器送入油管中，通過連續(xù)不斷地向管內(nèi)發(fā)送白噪聲，激發(fā)管中空氣柱共振，將駐極式話筒置于管口內(nèi)5米處，以采集管中能量強(qiáng)的共振信號；

步驟13：設(shè)置采樣頻率fs為1萬hz，采樣時間t1為1分鐘，采集得到周期為n的共振信號r(n),n＝0,1,2,…,n-1；

步驟14：將共振信號r(n)通過低通濾波器，進(jìn)行抗混疊濾波，然后把模擬信號變成數(shù)字信號，能得到共振信號r(n)的時域波形；

步驟15：根據(jù)自相關(guān)原理，設(shè)采集到的共振信號為r(n)＝x(n)+y(n)，其中x(n)為共振信號，y(n)為隨機(jī)噪聲信號，接收機(jī)的其中一個通道輸入r(n)，另一個通道經(jīng)過延時器，使r(n)延時z，經(jīng)過延時的r(n+z)和未經(jīng)延時的r(n)均送入相乘器內(nèi)，乘積求和后取平均值輸出，從而得到自相關(guān)函數(shù)rr(z)：

其中，rxx(z)表示共振信號的自相關(guān)，rxy(z)表示共振信號與隨機(jī)白噪聲信號的互相關(guān)，ryx(z)表示隨機(jī)白噪聲信號與共振信號的互相關(guān)，ryy(z)表示白噪聲與白噪聲的自相關(guān)；

根據(jù)白噪聲與共振信號及白噪聲本身之間的不相關(guān)特性，有：

rxy(z)＝ryx(z)＝ryy(z)＝0(2)

因此運(yùn)用自相關(guān)算法可大大消除共振信號中的白噪聲，能有效增強(qiáng)信號的周期性；

步驟16：對自相關(guān)后周期為n的共振信號做welch多段平均功率譜估計，選用周期為n1的卷積漢寧窗，窗長n1的選擇滿足分辨率可以分辨出相鄰諧波頻率即可，將原周期為n的共振信號分為l＝n/n1段，在滿足分辨率的基礎(chǔ)上，分段數(shù)l越多，效果越好，其中相鄰各段之間無重疊部分，得到周期為n1的各段welch功率譜，設(shè)每一段的功率譜為pper(ω)，即：

把各段pper(ω)相加，再取平均，得到周期為n的共振信號r(n)的平均功率譜即：

研究發(fā)現(xiàn)與普通窗函數(shù)相比，卷積窗的主瓣特性和旁瓣特性隨著卷積階數(shù)的增大，都有顯著提高，即卷積窗有更好的濾波特性；因此，在步驟15中對信號做welch功率譜估計時，選用卷積漢寧窗，且相鄰兩段之間無重疊；

步驟17：得到各段的離散傅里葉變換，其中頻域內(nèi)各離散頻率間的間隔(即頻率分辨率)為δf＝fs/n1；

步驟18：連續(xù)讀取k(k可根據(jù)實(shí)際情況人為自行選擇)個頻率間隔δf，求平均，定義平均后的頻率間隔為

由于該共振信號中不可避免的夾雜有大量白噪聲，導(dǎo)致其干擾性非常大，所述步驟18之前，要先對步驟16得到的共振信號做自相關(guān)時域去噪處理；

步驟19：借助管柱的聲場特性和管內(nèi)空氣柱的共振原理，建立油井動液面深度與管內(nèi)空氣共振頻率之間的數(shù)學(xué)模型：

其中，n為諧波階數(shù)，fn為對應(yīng)的共振諧波頻率，c為聲波信號在空氣中的傳播速度，c≈331.6+0.6t(m/s)，t為環(huán)境溫度，實(shí)驗(yàn)過程中的環(huán)境溫度為28℃，l1為空氣柱長度，相鄰于fn的另一共振頻率為fn+1：

聯(lián)合上面兩式可得兩個相鄰共振頻率的間距δf為：

將平均后的頻率間隔帶入式(8)，則有空氣柱長度l1為：

考慮管口校正有：

d為管道直徑，實(shí)驗(yàn)過程中的管口直徑為0.075m，因此針對于本文處理數(shù)據(jù)，空氣柱的長度與共振頻率的表達(dá)式為：

根據(jù)數(shù)學(xué)模型可以計算出油井動液面的深度l1。

本方法不是簡單地對共振信號做快速傅里葉變換(fft)；而是對共振信號做welch功率譜估計，得到的頻譜圖相比普通快速傅里葉變換(fft)得到的頻譜圖要光滑、清晰很多，能夠得到較為清晰的單個頻率，得到相鄰兩個頻率的間隔δf，對多個δf求平均得到精確度更高的再根據(jù)即可求得較為準(zhǔn)確的空氣柱長度，也即動液面深度l1。

由采集到的共振信號的時域波形可見有用信號被大量白噪聲完全淹沒。對直接采用快速傅里葉變換(fft)得到的頻譜圖可知，對含有大量白噪聲的信號直接做快速傅里葉變換(fft)得到的頻譜根本無法讀取單個共振頻率。

通過對時域信號做自相關(guān)處理，對信號有較好的去噪效果，對自相關(guān)去噪后的信號做快速傅里葉變換(fft)得到的頻譜圖如圖5所示，相比直接做快速傅里葉變換(fft)的頻譜圖效果得到一些改善，但仍然無法得到精確的單個共振頻率。

本發(fā)明對自相關(guān)去噪后的信號再做welch多段平均功率譜估計，圖6為圖3中信號的welch多段平均功率譜密度圖，與圖4、圖5對比，其頻譜圖最為光滑，因此本設(shè)計采用welch多段平均功率譜法求取共振諧波頻率。得到清晰的共振頻率后，計算多個共振頻率差的平均值，得到之后，帶入數(shù)學(xué)模型計算即可得到動液面的深度l1。

該方法主要適用于管柱聲場模型中聲音信號的處理，提高計算的準(zhǔn)確性。由表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，對信號做自相關(guān)去噪處理后，再根據(jù)welch多段平均功率譜估計測得精確的共振頻率，計算得到的空氣柱長度相對誤差都較小。

表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

注：a:管道實(shí)際長度(m)，b：部分相鄰共振頻率值(hz)，c:相鄰兩階共振頻率差均值

(hz)，d:管長估算值(m)，e：相對誤差(m)。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于100米以內(nèi)的管道，采樣時間達(dá)到1分鐘，即可滿足測量要求，當(dāng)管道長達(dá)1000米時，采樣時間達(dá)到3分鐘也可滿足測量要求，但在滿足實(shí)時性的前提下，采樣時間越長，welch平均的效果會越好，對噪聲的濾除效果也就越好，根據(jù)粗測深度l1，取精測采樣時間t2為2分鐘，為驗(yàn)證在滿足分辨率的基礎(chǔ)上，分段數(shù)越多，效果越好，測量精度越高，因此，我們?nèi)〔煌蓸訒r間的共振信號，即不同周期的共振信號，用一種油井動液面測量信號處理方法進(jìn)行驗(yàn)證：

步驟21：利用發(fā)聲軟件構(gòu)造出白噪聲信號，將白噪聲經(jīng)過功率放大器及揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器貼近管口固定住，信號經(jīng)功率放大器放大后由揚(yáng)聲器送入油管中，通過連續(xù)不斷地向管內(nèi)發(fā)送白噪聲，激發(fā)管中空氣柱共振，將駐極式話筒置于管口內(nèi)5米處，以采集管中能量強(qiáng)的共振信號，管道模型切面圖及管內(nèi)支架切面圖分別如圖1、圖2所示；

步驟22：設(shè)置采樣頻率fs為1萬hz，采樣時間t2為2分鐘，采集得到周期為nl(其中，nl＞n)的共振信號rl(nl),nl＝0,1,2,…,nl-1，其波形圖如圖7所示；

步驟23：對周期為nl的共振信號rl(nl)做welch多段平均功率譜估計，選用周期為n1l的卷積漢寧窗，窗長n1l的選擇滿足分辨率可以分辨出相鄰諧波頻率即可，將原周期為nl的共振信號分為ll＝nl/n1l段，在滿足分辨率的基礎(chǔ)上，分段數(shù)ll越多，效果越好，其中相鄰各段之間無重疊部分，得到周期為n1l的各段welch功率譜，得到的信號記為a1l，頻譜圖如圖8所示，其頻率分辨率為δf1l＝fs/n1l，n1l為分段后各段共振信號的周期；

步驟24：對welch多段平均功率譜信號a1l做高通濾波處理,得到的信號記為a2l，其頻譜圖如圖9所示；

步驟25：對a2l做快速傅里葉變換(fft)，得到的信號記為a3l，如圖10所示；

步驟26：讀取a3l頻譜圖中幅值最大的諧波頻率值nl，根據(jù)(其中)計算出兩階共振頻率之間的差值δfl；

步驟57：管內(nèi)空氣柱的共振模型為：

其中，nl為諧波階數(shù)，fnl為對應(yīng)的諧波頻率，l2為空氣柱的長度，c為聲波信號在空氣中的傳播速度，c≈331.6+0.6t(m/s)，t為環(huán)境溫度，相鄰于fnl的另一共振頻率為f(n+1)l：

聯(lián)合上面兩式可得兩個相鄰共振頻率間距δfl為：

則空氣柱長度l2為：

考慮管口校正有：

d為管道直徑，實(shí)驗(yàn)過程中溫度為28℃，管口直徑為0.075m，因此針對于本文處理數(shù)據(jù)，空氣柱的長度與共振頻率的表達(dá)式為：

根據(jù)數(shù)學(xué)模型可以計算出油井動液面的深度l2。

對welch多段平均功率譜進(jìn)一步做快速傅里葉變換(fft)，得到welch多段平均功率頻譜圖的fft頻譜，通過讀取頻譜圖中幅值最大的諧波頻率值nl，再根據(jù)計算出兩階共振頻率之間的差值δfl。

由于圖8中的welch多段平均功率譜呈現(xiàn)周期性，則可通過對其進(jìn)行傅里葉變換，直接求出其周期即為所需要的頻率差，即t＝δfl。圖9為圖8的范圍擴(kuò)大圖，圖10所示為圖9中信號的傅里葉變換，3018號譜線對應(yīng)的頻率即為圖9中信號的周期，然而由于信號中接近直流的低頻信號能量過強(qiáng)，導(dǎo)致3018點(diǎn)幾乎被淹沒，因此需要先對圖9作高通濾波。高通濾波后信號如圖11所示，圖12為圖11的傅里葉變換圖。顯然，圖12中所需要的頻率凸顯出來了，幅值為最大?，F(xiàn)對圖12中的3018號譜線轉(zhuǎn)化為實(shí)際為圖9中的實(shí)際頻率間隔。3018表示圖9中有3018個共振諧波，而圖9中實(shí)際有100001個點(diǎn)，則諧波波峰的間距有100001/3018個點(diǎn)；同時每兩個點(diǎn)的間距即為圖9的分辨率，為50000/200000，因此最終的諧波頻率差為：

得到δfl之后，帶入數(shù)學(xué)模型計算得到l2＝21.0161(m)。可見，相比于取周期為n的共振信號，通過該方法取周期為nl的共振信號，計算得到的動液面深度的誤差大幅度減小，有效提高了油井動液面深度的檢測精度。

作為優(yōu)選：所述檢測裝置包括主動轉(zhuǎn)軸，該主動轉(zhuǎn)軸外端部經(jīng)支架轉(zhuǎn)筒安裝在支架上，所述支架安裝在所述檢測管的管口，在所述主動轉(zhuǎn)軸上固套有太陽輪，在該太陽輪兩側(cè)均設(shè)置有夾板，其中位于外側(cè)的所述夾板與所述支架轉(zhuǎn)筒固定連接，在所述夾板之間經(jīng)軸分別安裝有至少三個行星輪，所述行星輪均勻分布在所述太陽輪外周向，且所述述行星輪均與所述太陽輪嚙合；在所述行星輪側(cè)面均固定有支桿，所述支桿能夠同時向外延伸或向內(nèi)收，在該支桿外端設(shè)置有磁鐵；所述主動轉(zhuǎn)軸內(nèi)端均穿出所述夾板，在該主動轉(zhuǎn)軸的穿出端上固定有固定板，在該固定板內(nèi)側(cè)面上安裝有所述揚(yáng)聲器和駐極式話筒；安裝檢測裝置時，先將支架轉(zhuǎn)筒靠在所述支架的支撐架上，然和握住支架轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動調(diào)整，使得所述揚(yáng)聲器和駐極式話筒均靠近所述檢測管的管心線，然后翻動與所述支撐架鉸接的鎖緊架將支架轉(zhuǎn)筒卡緊，所述支撐架和鎖緊架通過其下部設(shè)置的卡槽和卡子卡緊。以上先對揚(yáng)聲器和駐極式話筒的位置進(jìn)行調(diào)整，使得其靠近管心線，然后在將支架轉(zhuǎn)筒固定，這樣能夠很好的保證檢測裝置中揚(yáng)聲器和駐極式話筒的位置靠近管心線，使得測量更加可靠。

作為優(yōu)選：所述行星輪為三個，三個該行星輪均勻分布在所述太陽輪外周向。

作為優(yōu)選：在所述主動轉(zhuǎn)軸的外端安裝有轉(zhuǎn)動手把。

附圖說明

圖1是檢測裝置在管道中安裝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是采集到共振信號的時域圖；

圖4是直接快速傅里葉變換(fft)的頻譜圖；

圖5是對信號做自相關(guān)去噪處理后，再做快速傅里葉變換(fft)的頻譜圖；

圖6是welch多段平均功率譜圖；

圖7是共振信號rl(nl)波形圖；

圖8是信號a1l的頻譜圖；

圖9是a1l范圍擴(kuò)大頻譜圖；

圖10是a1l信號繼續(xù)做fft的頻譜圖；

圖11是a2l信號經(jīng)過高通濾波后的頻譜圖；

圖12是a2l再做fft后a3l的頻譜圖。

具體實(shí)施方式

一種基于welch多段平均功率譜法的油井動液面深度檢測方法，具體實(shí)施方式以及工作原理具體步驟為：

步驟11：安裝檢測裝置，在檢測管內(nèi)靠近管口處安裝有檢測裝置，該檢測裝置的揚(yáng)聲器和駐極式話筒伸向所述檢測管內(nèi)，所述揚(yáng)聲器和駐極式話筒均靠近所述檢測管的管心線(如圖1和圖2所示)；

步驟12：利用發(fā)聲軟件構(gòu)造出白噪聲信號，將白噪聲經(jīng)過功率放大器及揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器貼近管口固定住，信號經(jīng)功率放大器放大后由揚(yáng)聲器送入油管中，通過連續(xù)不斷地向管內(nèi)發(fā)送白噪聲，激發(fā)管中空氣柱共振，將駐極式話筒置于管口內(nèi)5米處，以采集管中能量強(qiáng)的共振信號，管道模型切面圖及管內(nèi)支架切面圖分別如圖1、圖2；

步驟13：設(shè)置采樣頻率fs為1萬hz，采樣時間t1分鐘，采集得到周期為n的共振信號r(n),n＝0,1,2,…,n-1；

步驟14：將共振信號r(n)通過低通濾波器，進(jìn)行抗混疊濾波，然后把模擬信號變成數(shù)字信號，能得到共振信號r(n)的時域波形，其時域波形如圖3所示；

步驟15：根據(jù)自相關(guān)原理，設(shè)采集到的共振信號為r(n)＝x(n)+y(n)，其中x(n)為共振信號，y(n)為隨機(jī)噪聲信號，接收機(jī)的其中一個通道輸入r(n)，另一個通道經(jīng)過延時器，使r(n)延時z，經(jīng)過延時的r(n+z)和未經(jīng)延時的r(n)均送入相乘器內(nèi)，乘積求和后取平均值輸出，從而得到自相關(guān)函數(shù)rr(z)：

其中，rxx(z)表示共振信號的自相關(guān)，rxy(z)表示共振信號與隨機(jī)白噪聲信號的互相關(guān)，ryx(z)表示隨機(jī)白噪聲信號與共振信號的互相關(guān)，ryy(z)表示白噪聲與白噪聲的自相關(guān)；

根據(jù)白噪聲與共振信號及白噪聲本身之間的不相關(guān)特性，有：

rxy(z)＝ryx(z)＝ryy(z)＝0(2)

因此運(yùn)用自相關(guān)算法可大大消除共振信號中的白噪聲，能有效增強(qiáng)信號的周期性，對于周期為n的信號有：

即周期信號經(jīng)過自相關(guān)運(yùn)算后與原始信號同周期，因此自相關(guān)不會影響原始信號的頻率；

步驟16：對自相關(guān)后周期為n的共振信號做welch多段平均功率譜估計，選用周期為n1的卷積漢寧窗，窗長n1的選擇滿足分辨率可以分辨出相鄰諧波頻率即可，將原周期為n的共振信號分為l＝n/n1段，在滿足分辨率的基礎(chǔ)上，分段數(shù)l越多，效果越好，其中相鄰各段之間無重疊部分，得到周期為n1的各段welch功率譜，設(shè)每一段周期為n1的共振信號的功率譜為pper(ω)，即：

把各段pper(ω)相加，再取平均，得到周期為n的共振信號r(n)的平均功率譜即：

步驟17：得到各段的離散傅里葉變換，其中頻域內(nèi)各離散頻率間的間隔(即頻率分辨率)為δf＝fs/n1；

步驟18：連續(xù)讀取k個頻率間隔δf，求平均，定義平均后的頻率間隔為

步驟19：借助管柱的聲場特性和管內(nèi)空氣柱的共振原理，建立油井動液面深度與管內(nèi)空氣共振頻率之間的數(shù)學(xué)模型：

其中，n為諧波階數(shù)，fn為對應(yīng)的共振諧波頻率，c為聲波信號在空氣中的傳播速度，c≈331.6+0.6t(m/s)，t為環(huán)境溫度，實(shí)驗(yàn)過程中的環(huán)境溫度為28℃，l1為空氣柱長度，相鄰于fn的另一共振頻率為fn+1：

聯(lián)合上面兩式可得兩個相鄰共振頻率的間距δf為：

將平均后的頻率間隔帶入式(8)，則有空氣柱長度l1為：

考慮管口校正有：

d為管道直徑，實(shí)驗(yàn)過程中的管口直徑為0.075m，因此針對于本文處理數(shù)據(jù)，空氣柱的長度與共振頻率的表達(dá)式為：

根據(jù)數(shù)學(xué)模型可以計算出油井動液面的深度l1。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于100米以內(nèi)的管道，采樣時間達(dá)到1分鐘，即可滿足測量要求，當(dāng)管道長達(dá)1000米時，采樣時間達(dá)到3分鐘也可滿足測量要求，但在滿足實(shí)時性的前提下，采樣時間越長，welch平均的效果會越好，對噪聲的濾除效果也就越好，根據(jù)粗測深度l1，取精測采樣時間t2為2分鐘。用一種油井動液面測量信號處理方法進(jìn)行驗(yàn)證，具體步驟為：

步驟21：利用發(fā)聲軟件構(gòu)造出白噪聲信號，將白噪聲經(jīng)過功率放大器及揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器貼近管口固定住，信號經(jīng)功率放大器放大后由揚(yáng)聲器送入油管中，通過連續(xù)不斷地向管內(nèi)發(fā)送白噪聲，激發(fā)管中空氣柱共振，將駐極式話筒置于管口內(nèi)5米處，以采集管中能量強(qiáng)的共振信號，管道模型切面圖及管內(nèi)支架切面圖分別如圖1、圖2；

步驟22：設(shè)置采樣頻率fs為1萬hz，采樣時間t2分鐘，采集得到周期為nl(其中，nl＞n)的共振信號rl(nl),nl＝0,1,2,…,nl-1；

步驟23：對周期為nl的共振信號rl(nl)做welch多段平均功率譜估計，選用周期為n1l的卷積漢寧窗，窗長n1l的選擇滿足分辨率可以分辨出相鄰諧波頻率即可，將原周期為nl的共振信號分為ll＝nl/n1l段，在滿足分辨率的基礎(chǔ)上，分段數(shù)ll越多，效果越好，其中相鄰各段之間無重疊部分，得到周期為n1l的各段welch功率譜，得到的信號記為a1l，其頻率分辨率為δf1l＝fs/n1l，n1l為分段后各段共振信號的周期；

步驟24：對welch多段平均功率譜信號a1l做高通濾波處理,得到的信號記為a2l；

步驟25：對a2l做快速傅里葉變換(fft)，得到的信號記為a3l；

步驟26：讀取a3l頻譜圖中幅值最大的諧波頻率值nl，根據(jù)(其中)計算出兩階共振頻率之間的差值δfl；

步驟27：管內(nèi)空氣柱的共振模型為：

其中，nl為諧波階數(shù)，fnl為對應(yīng)的諧波頻率，l2為空氣柱的長度，c為聲波信號在空氣中的傳播速度，c≈331.6+0.6t(m/s)，t為環(huán)境溫度，相鄰于fnl的另一共振頻率為f(n+1)l：

聯(lián)合上面兩式可得兩個相鄰共振頻率間距δfl為：

則空氣柱長度l2為：

考慮管口校正有：

d為管道直徑，根據(jù)數(shù)學(xué)模型可以計算出油井動液面的深度l2。

再結(jié)合圖1和圖2可以看出：所述檢測裝置包括主動轉(zhuǎn)軸3，該主動轉(zhuǎn)軸3外端部經(jīng)支架轉(zhuǎn)筒4安裝在支架2上，所述支架2安裝在所述檢測管1的管口，在所述主動轉(zhuǎn)軸3上固套有太陽輪6，在該太陽輪6兩側(cè)均設(shè)置有夾板8，其中位于外側(cè)的所述夾板8與所述支架轉(zhuǎn)筒4固定連接，在所述夾板8之間經(jīng)軸分別安裝有三個行星輪7，三個該行星輪7均勻分布在所述太陽輪6外周向，且所述述行星輪7均與所述太陽輪6嚙合；在所述行星輪7側(cè)面均固定有支桿10，所述支桿10能夠同時向外延伸或向內(nèi)收，在該支桿10外端設(shè)置有磁鐵11；所述主動轉(zhuǎn)軸3內(nèi)端均穿出所述夾板8，在該主動轉(zhuǎn)軸3的穿出端上固定有固定板12，在該固定板12內(nèi)側(cè)面上安裝有所述揚(yáng)聲器13和駐極式話筒14，在所述主動轉(zhuǎn)軸3的外端安裝有轉(zhuǎn)動手把5；安裝檢測裝置時，先將支架轉(zhuǎn)筒4靠在所述支架2的支撐架21上，然和握住支架轉(zhuǎn)筒4轉(zhuǎn)動調(diào)整，使得所述揚(yáng)聲器13和駐極式話筒14均靠近所述檢測管1的管心線，然后翻動與所述支撐架21鉸接的鎖緊架22將支架轉(zhuǎn)筒4卡緊，所述支撐架21和鎖緊架22通過其下部設(shè)置的卡槽和卡子卡緊。