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液冷模组充氮保压测试（无线压力监测系统）方案

日期: 2026-09-12 16:17:33.0 作者: 浏览次数: 3

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一、市场背景与需求

液冷散热器作为数据中心、储能系统、汽车三电热管理等领域的关键散热部件，出厂前需进行严格的气密性测试。充氮保压测试因其操作简便、成本可控、数据可追溯等优势，已成为业内主流检测方法。

液冷板、液冷模组等组件在充氮保压过程中，需要实时、批量监测压力变化，判断是否存在泄漏。传统方案依赖人工定时读取或有线压力表，效率低、无法支撑大批量同时检测。LoRa无线压力传感器的成熟为此场景提供了最优解。

1.1 行业保压设备典型参数（参考）

参考设备类型A · 充氮保压测试试验机

充氮范围	0.1~3MPa
充氮精度	±2%FS
压力检测精度	±0.1%FS
通道数	2通道
最大真空度	-100KPa
保压设定	静态保压
数据报告	自动生成，含压力曲线/波动值

参考设备类型B · 充氮保压机

充装压力	0.1~2MPa
压力控制精度	±1%FS
压力测量精度	±0.5%FS
测试工位	1~4工位可选
驱动气压	≥0.7MPa，1Nm³/min
控制系统	西门子PLC+触屏电脑
网络	支持MES对接

1.2 核心痛点

现有方案痛点：

离线保压模式：充氮设备通道有限，无法同时监测大量产品
批量检测时：人工定时读数效率低、易出错
数据追溯：纸质记录无法满足MES系统要求
多工位同时保压：需配置大量有线压力表，布线复杂
压降判定：缺乏实时压力下降速率监测，无法精准识别泄漏

二、核心产品选型 — TP2401 LoRa无线压力传感器+TP300 Lora无线网关

核心传感器:TP2401 · LoRa通讯版 · 普通防水款无线压力传感器（IP66）

通讯方式	LoRa（无线传输，自组网）
量程	-0.1~100MPa（常用1.6 / 2.5 / 3MPa）
压力测量精度	0.5级（±0.5%FS）
采样/上报	可设，默认每5min上报一次
防护等级	IP66（普通防水款）
供电方式	内置锂亚电池，续航4~5年
工作温度	-20℃ ~ +70℃
螺纹接口	M20×1.5 / G1/2（可定制UQD快插头）
通讯距离	LoRa视距数公里

无纸压力传感器

网关:TP300 · LoRa通讯版无线网关

接收通讯方式	LoRa
发送通讯方式	RS485,以太网、WiFi、4G
接收容量节点	64台
通讯协议	Modbus协议
外壳材质	铝合金
供电方式	DC8-28V
工作温度	-20℃ ~ +70℃

无线采集网关

三、测试流程说明

3.1 标准充氮保压测试流程

液冷模组下线后，通过进气口连接充氮保压设备进行测试，测试完成后拔除移至独立工位进行离线保压监测，流程如下：

第一步：抽真空

液冷模组装夹完成后，通过真空泵对产品内部进行抽真空处理，排除残留空气，确保测试环境干燥洁净。此步骤为气密性检测的前置条件。

第二步：充氮加压至 0.6MPa

真空达到要求后，通过进气口充入干燥氮气，加压至目标压力 0.6MPa。TP2401 LoRa无线压力传感器连接在模组出气位置，实时监测充压过程中的压力变化，充压完成后压力数据自动上传至网关。

第三步：压力稳定 120 秒

压力达到0.6MPa后，保持120秒（约2分钟），观察压力是否出现异常下降（如接头松动、密封件失效等）。此阶段系统持续监测，不计入测试时间。

第四步：离线保压测试 10 分钟

压力稳定120秒后，拔除进气连接管路，将模组移至独立测试工位。TP2401 LoRa无线压力传感器留在出气位置，持续采集压力并通过LoRa网关无线传输至监控主机，系统自动计算10分钟内的压力下降速率。

测试时间轴（总览）：抽真空 → 充氮至0.6MPa → 稳定120秒 → 保压测试10分钟

⏱ 第一步（抽真空）：时长视设备而定

⏱ 第二步（充氮加压）：至0.6MPa

⏱ 第三步（稳定120秒）：约2分钟

⏱ 第四步（保压10分钟）：10分钟

3.2 离线保压模式系统架构

充氮保压设备（进气口充氮） → 液冷模组（出气口接压力表） → TP2401 LoRa（出气位置无线监测）→ LoRa网关（无线汇集数据）→ 监控主机/PC（压降判定+报警）

充氮完成后，出气位置连接TP2401 LoRa无线压力表，设备完成充压后拔管移至测试工位。TP2401实时采集压力并通过LoRa网关无线传输，系统自动执行10分钟压降判定，无需占用充氮设备通道。

四、核心报警逻辑 — 10分钟压降判定规则

核心报警条件：10分钟保压测试内，压力下降速率 ≥ 0.01MPa 即判定为异常泄漏

10分钟离线保压测试期间，系统每5分钟采集一次压力数据（共2个数据点），计算最大压力下降值（|ΔP| = P初 - P10min），超过阈值立即报警并输出判定结果。

报警等级	触发条件	计算公式	处理动作
⚠ 黄色预警	0.005 ≤ \|ΔP\| < 0.01 MPa	P初 - P10min	记录+提示关注
红色报警	\|ΔP\| ≥ 0.01 MPa	P初 - P10min	压力异常泄漏，判定不合格；声光报警+MES记录+停测
✓ 合格	\|ΔP\| < 0.005 MPa	压降在正常热漂移范围内	自动记录，判定合格

4.1 数据采集时序

10分钟保压测试数据采集时序

T = 0min（起点）	开始保压测试，记录初始压力P₀	P₀ = 0.6MPa
T = 5min（第1次）	系统采集第1个数据点P₅	与P₀对比，判断压降
T = 10min（第2次）	系统采集第2个数据点P₁₀	与P₀对比，判定最终结果

∠ 压降判定标准

判定结果	压降范围	处理方式
✓ 合格	< 0.005 MPa	自动记录，判定合格
⚠ 预警	0.005 ~ 0.01 MPa	记录 + 提示关注
不合格（泄漏）	≥ 0.01 MPa	声光报警 + MES记录 + 停测