液冷模組充氮保壓測試（無線壓力監(jiān)測系統(tǒng)）方案
日期： 2026-05-29 11:56:23.0
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一市場背景與需求
液冷散熱器作為數(shù)據(jù)中心、儲能系統(tǒng)、汽車三電熱管理等領(lǐng)域的關(guān)鍵散熱部件，出廠前需進行嚴格的氣密性測試。充氮保壓測試因其操作簡便、成本可控、數(shù)據(jù)可追溯等優(yōu)勢，已成為業(yè)內(nèi)主流檢測方法。
液冷板、液冷模組等組件在充氮保壓過程中，需要實時、批量監(jiān)測壓力變化，判斷是否存在泄漏。傳統(tǒng)方案依賴人工定時讀取或有線壓力表，效率低、無法支撐大批量同時檢測。LoRa無線壓力傳感器的成熟為此場景提供了最優(yōu)解。
1.1 行業(yè)保壓設(shè)備典型參數(shù)（參考）
📋 參考設(shè)備類型A · 充氮保壓測試試驗機
| 充氮范圍 | 0.1~3MPa |
| 充氮精度 | ±2%FS |
| 壓力檢測精度 | ±0.1%FS |
| 通道數(shù) | 2通道 |
| 最大真空度 | -100KPa |
| 保壓設(shè)定 | 靜態(tài)保壓 |
| 數(shù)據(jù)報告 | 自動生成，含壓力曲線/波動值 |
📋 參考設(shè)備類型B · 充氮保壓機
| 充裝壓力 | 0.1~2MPa |
| 壓力控制精度 | ±1%FS |
| 壓力測量精度 | ±0.5%FS |
| 測試工位 | 1~4工位可選 |
| 驅(qū)動氣壓 | ≥0.7MPa，1Nm3/min |
| 控制系統(tǒng) | 西門子PLC+觸屏電腦 |
| 網(wǎng)絡(luò) | 支持MES對接 |
1.2 核心痛點
⚠ 現(xiàn)有方案痛點
- 離線保壓模式：充氮設(shè)備通道有限，無法同時監(jiān)測大量產(chǎn)品
- 批量檢測時：人工定時讀數(shù)效率低、易出錯
- 數(shù)據(jù)追溯：紙質(zhì)記錄無法滿足MES系統(tǒng)要求
- 多工位同時保壓：需配置大量有線壓力表，布線復(fù)雜
- 壓降判定：缺乏實時壓力下降速率監(jiān)測，無法精準識別泄漏
二核心產(chǎn)品選型 — TP2401 LoRa無線壓力傳感器+TP300 Lora無線網(wǎng)關(guān)
★ 核心傳感器TP2401 · LoRa通訊版 · 普通防水款無線壓力傳感器（IP66）
| 通訊方式 | LoRa（無線傳輸，自組網(wǎng)） |
| 量程 | -0.1~100MPa（常用1.6 / 2.5 / 3MPa） |
| 壓力測量精度 | 0.5級（±0.5%FS） |
| 采樣/上報 | 可設(shè)，默認每5min上報一次 |
| 防護等級 | IP66（普通防水款） |
| 供電方式 | 內(nèi)置鋰亞電池，續(xù)航4~5年 |
| 工作溫度 | -20℃ ~ +70℃ |
| 螺紋接口 | M20×1.5 / G1/2（可定制UQD快插頭） |
| 通訊距離 | LoRa視距數(shù)公里 |
📶 網(wǎng)關(guān)TP300 · LoRa通訊版無線網(wǎng)關(guān)
| 接收通訊方式 | LoRa |
| 發(fā)送通訊方式 | RS485,以太網(wǎng)、WiFi、4G |
| 接收容量節(jié)點 | 64臺 |
| 通訊協(xié)議 | Modbus協(xié)議 |
| 外殼材質(zhì) | 鋁合金 |
| 供電方式 | DC8-28V |
| 工作溫度 | -20℃ ~ +70℃ |
三測試流程說明
3.1 標準充氮保壓測試流程
液冷模組下線后，通過進氣口連接充氮保壓設(shè)備進行測試，測試完成后拔除移至獨立工位進行離線保壓監(jiān)測，流程如下：
1
第一步：抽真空
液冷模組裝夾完成后，通過真空泵對產(chǎn)品內(nèi)部進行抽真空處理，排除殘留空氣，確保測試環(huán)境干燥潔凈。此步驟為氣密性檢測的前置條件。
2
第二步：充氮加壓至 0.6MPa
真空達到要求后，通過進氣口充入干燥氮氣，加壓至目標壓力 0.6MPa。TP2401 LoRa無線壓力傳感器連接在模組出氣位置，實時監(jiān)測充壓過程中的壓力變化，充壓完成后壓力數(shù)據(jù)自動上傳至網(wǎng)關(guān)。
3
第三步：壓力穩(wěn)定 120 秒
壓力達到0.6MPa后，保持120秒（約2分鐘），觀察壓力是否出現(xiàn)異常下降（如接頭松動、密封件失效等）。此階段系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測，不計入測試時間。
4
第四步：離線保壓測試 10 分鐘
壓力穩(wěn)定120秒后，拔除進氣連接管路，將模組移至獨立測試工位。TP2401 LoRa無線壓力傳感器留在出氣位置，持續(xù)采集壓力并通過LoRa網(wǎng)關(guān)無線傳輸至監(jiān)控主機，系統(tǒng)自動計算10分鐘內(nèi)的壓力下降速率。
測試時間軸（總覽）
抽真空 → 充氮至0.6MPa → 穩(wěn)定120秒 → 保壓測試10分鐘
⏱ 第一步（抽真空）：時長視設(shè)備而定
⏱ 第二步（充氮加壓）：至0.6MPa
⏱ 第三步（穩(wěn)定120秒）：約2分鐘
⏱ 第四步（保壓10分鐘）：10分鐘
3.2 離線保壓模式系統(tǒng)架構(gòu)
充氮保壓設(shè)備
進氣口充氮→
液冷模組
出氣口接壓力表→
TP2401 LoRa
出氣位置無線監(jiān)測→
LoRa網(wǎng)關(guān)
無線匯集數(shù)據(jù)→
監(jiān)控主機/PC
壓降判定+報警
充氮完成后，出氣位置連接TP2401 LoRa無線壓力表，設(shè)備完成充壓后拔管移至測試工位。TP2401實時采集壓力并通過LoRa網(wǎng)關(guān)無線傳輸，系統(tǒng)自動執(zhí)行10分鐘壓降判定，無需占用充氮設(shè)備通道。
四核心報警邏輯 — 10分鐘壓降判定規(guī)則
🔴核心報警條件：10分鐘保壓測試內(nèi)，壓力下降速率 ≥ 0.01MPa 即判定為異常泄漏
10分鐘離線保壓測試期間，系統(tǒng)每5分鐘采集一次壓力數(shù)據(jù)（共2個數(shù)據(jù)點），計算最大壓力下降值（|ΔP| = P初 - P10min），超過閾值立即報警并輸出判定結(jié)果。
| 報警等級 | 觸發(fā)條件 | 計算公式 | 處理動作 |
|---|
| ⚠ 黃色預(yù)警 | 0.005 ≤ |ΔP| < 0.01 MPa | P初 - P10min | 記錄+提示關(guān)注 |
| 🔴 紅色報警 | |ΔP| ≥ 0.01 MPa | P初 - P10min | 壓力異常泄漏，判定不合格；聲光報警+MES記錄+停測 |
| ✓ 合格 | |ΔP| < 0.005 MPa | 壓降在正常熱漂移范圍內(nèi) | 自動記錄，判定合格 |
4.1 數(shù)據(jù)采集時序
📈 10分鐘保壓測試數(shù)據(jù)采集時序
| T = 0min（起點） | 開始保壓測試，記錄初始壓力P? | P? = 0.6MPa |
| T = 5min（第1次） | 系統(tǒng)采集第1個數(shù)據(jù)點P? | 與P?對比，判斷壓降 |
| T = 10min（第2次） | 系統(tǒng)采集第2個數(shù)據(jù)點P?? | 與P?對比，判定最終結(jié)果 |
∠ 壓降判定標準
| 判定結(jié)果 | 壓降范圍 | 處理方式 |
|---|
| ✓ 合格 | < 0.005 MPa | 自動記錄，判定合格 |
| ⚠ 預(yù)警 | 0.005 ~ 0.01 MPa | 記錄 + 提示關(guān)注 |
| 🔴 不合格（泄漏） | ≥ 0.01 MPa | 聲光報警 + MES記錄 + 停測 |
4.2 完整測試判定流程
- 抽真空
排除殘留空氣
- 充氮加壓
至0.6MPa
- 穩(wěn)定120s
觀察異常
- 移至工位
拔管離線
- 保壓10min
T=0/5/10min采集
- 判定輸出
壓降≥0.01MPa報警
0.600
MPa壓降: — MPa
⌛ 等待測試
模擬計時: 00:00 / 00:20
五系統(tǒng)核心參數(shù)
紅色報警閾值
0.01MPa
11min內(nèi)壓降觸發(fā)報警
穩(wěn)壓觀察時間
120秒
充壓后穩(wěn)定檢測
壓力采集間隔
5min/次
T=0/5/10min共3點
單網(wǎng)關(guān)最大容量
1000節(jié)點
離線保壓模式
壓力測量精度
±0.5%FS
優(yōu)于行業(yè)要求
六TP2401 LoRa與行業(yè)保壓設(shè)備適配性
TP2401 LoRa無線壓力傳感器可適配市場主流充氮保壓測試設(shè)備，壓力范圍覆蓋0.1~3MPa，精度優(yōu)于±0.5%FS，滿足以下主流設(shè)備的技術(shù)要求：
- √ 適配充氮壓力范圍：0.1~3MPa（支持0.6MPa標準測試壓力）
- √ 壓力測量精度：±0.5%FS（優(yōu)于行業(yè)主流±1%FS要求）
- √ 支持1~4工位批量擴展，單網(wǎng)關(guān)最多1000節(jié)點
- √ 支持標準協(xié)議，可對接MES系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)上傳
- √ 內(nèi)置鋰亞電池，續(xù)航4~5年，適合批量保壓測試場景
七方案優(yōu)勢
📶無線組網(wǎng)，部署便捷
LoRa自組網(wǎng)，出氣口位置即裝即用，無需復(fù)雜布線，適合工廠批量部署
🔋電池續(xù)航4-5年
低功耗設(shè)計，鋰亞電池供電，批量使用時無需頻繁更換，降低維護成本
🚨10分鐘壓降速率報警
實時計算10min保壓期內(nèi)壓降，≥0.01MPa立即觸發(fā)紅色報警，精準識別泄漏
📋數(shù)據(jù)可追溯
每次測試自動生成壓力曲線、壓降速率、判定結(jié)果，支持本地存儲或上傳MES
⚡批量效率提升
離線保壓單網(wǎng)關(guān)支持1000節(jié)點，無需占用充氮設(shè)備通道，檢測效率提升數(shù)倍
💰無通訊費用
LoRa自組網(wǎng)，無運營商月租，綜合成本遠低于NB-IoT/4G方案
八報警閾值速查表
⚠
⚠ 黃色預(yù)警
0.005MPa
10 min內(nèi)壓降 ≥ 0.005MPa 且 < 0.01MPa
通知操作人員關(guān)注
🔴
🔴 紅色報警
≥0.01MPa
10 min內(nèi)壓降 ≥ 0.01MPa
判定產(chǎn)品泄漏不合格，聲光報警+MES記錄
粵公網(wǎng)安備 44030602001413號
