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真空 ›› 2026, Vol. 63 ›› Issue (3): 62-68.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2026.03.09

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负压环境下的超声波泄漏检测与真空驱动原位密封技术研究

潘欣   

  1. 江苏省常州市肿瘤医院,江苏 常州 213032
  • 收稿日期:2025-10-28 出版日期:2026-05-25 发布日期:2026-06-01
  • 作者简介:潘欣(1977-),男,江苏常州人,本科,工程师。

Ultrasonic Leak Diagnosis and Vacuum-Driven In-Situ Sealing Technology in Negative Pressure Environments

PAN Xin   

  1. Changzhou Tumor Hospital, Changzhou 213032, China
  • Received:2025-10-28 Online:2026-05-25 Published:2026-06-01

摘要: 为保障医用真空系统长期稳定地运行需要定期检漏。传统方法的检漏过程需停机且效率低,本文提出一种基于超声波信号与深度学习诊断模型结合的泄漏检测与真空驱动自渗透原位修复一体化技术,可以实现微小泄漏的快速识别和原位密封,保障系统连续运行。该方法利用高灵敏度压电传感器捕获负压环境下的结构声信号,通过CNN-LSTM深度学习模型自动提取时空特征,实现微米级泄漏点的高精度识别与定位;随后,利用真空压差驱动低黏度密封胶形成强制黏性流,实现泄漏通道的深度灌注与固化封堵。实验结果表明,该系统在复杂噪声环境下平均诊断准确率达97.1%,修复后真空度稳定恢复至86.7 kPa。该研究实现了医用真空系统在不停机状态下的高效在线检测与修复,为真空工程装备的智能运维提供了技术参考。

关键词: 真空检漏, 超声波检测, CNN-LSTM, 真空密封, 医用真空系统

Abstract: To ensure the long-term stable operation of vacuum medical systems, regular leak detection is required. To address the limitations of traditional leak detection methods that require shutdown and exhibit low efficiency, this study proposes an integrated ultrasonic leak detection and vacuum-driven self-impregnation in-situ repairing technology based on deep learning, which can quickly identify micro-leaks and seal them in place, thus ensuring the continuous operation of the systems. The method employs high-sensitivity piezoelectric sensors to capture structural acoustic signals in a negative pressure environment. A CNN-LSTM deep learning model is used to automatically extract spatiotemporal features, enabling high-precision identification and localization of micron-scale leak points. Subsequently, the vacuum pressure difference drives a low-viscosity sealant to form a forced viscous flow, achieving deep impregnation and solidified sealing of the leakage channels. Experimental results show that the as-proposed system achieves an average diagnostic accuracy of 97.1% under complex noise conditions. After repairing, the system vacuum is stably restored to 86.7 kPa, and the leakage rate decreases by more than 90%, significantly reducing the pump cycling frequency and energy consumption. This research realizes efficient online diagnosis and repair of medical vacuum systems without shutdown, providing a practical and extensible technical approach for intelligent maintenance of vacuum engineering equipment.

Key words: vacuum leak detection, ultrasonic inspection, CNN-LSTM, vacuum sealing, medical vacuum system

中图分类号:  TM75

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