液冷模組充氮保壓測(cè)試（無(wú)線壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）方案
日期： 2026-05-29 11:56:23.0
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一市場(chǎng)背景與需求
液冷散熱器作為數(shù)據(jù)中心、儲(chǔ)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(jìn)行嚴(yán)格的氣密性測(cè)試。充氮保壓測(cè)試因其操作簡(jiǎn)便、成本可控、數(shù)據(jù)可追溯等優(yōu)勢(shì)，已成為業(yè)內(nèi)主流檢測(cè)方法。
液冷板、液冷模組等組件在充氮保壓過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)、批量監(jiān)測(cè)壓力變化，判斷是否存在泄漏。傳統(tǒng)方案依賴人工定時(shí)讀取或有線壓力表，效率低、無(wú)法支撐大批量同時(shí)檢測(cè)。LoRa無(wú)線壓力傳感器的成熟為此場(chǎng)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(cè)試試驗(yàn)機(jī)
| 充氮范圍 | 0.1~3MPa |
| 充氮精度 | ±2%FS |
| 壓力檢測(cè)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(bào)告 | 自動(dòng)生成，含壓力曲線/波動(dòng)值 |
📋 參考設(shè)備類型B · 充氮保壓機(jī)
| 充裝壓力 | 0.1~2MPa |
| 壓力控制精度 | ±1%FS |
| 壓力測(cè)量精度 | ±0.5%FS |
| 測(cè)試工位 | 1~4工位可選 |
| 驅(qū)動(dòng)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(duì)接 |
1.2 核心痛點(diǎn)
⚠ 現(xiàn)有方案痛點(diǎn)
- 離線保壓模式：充氮設(shè)備通道有限，無(wú)法同時(shí)監(jiān)測(cè)大量產(chǎn)品
- 批量檢測(cè)時(shí)：人工定時(shí)讀數(shù)效率低、易出錯(cuò)
- 數(shù)據(jù)追溯：紙質(zhì)記錄無(wú)法滿足MES系統(tǒng)要求
- 多工位同時(shí)保壓：需配置大量有線壓力表，布線復(fù)雜
- 壓降判定：缺乏實(shí)時(shí)壓力下降速率監(jiān)測(cè)，無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別泄漏
二核心產(chǎn)品選型 — TP2401 LoRa無(wú)線壓力傳感器+TP300 Lora無(wú)線網(wǎng)關(guān)
★ 核心傳感器TP2401 · LoRa通訊版 · 普通防水款無(wú)線壓力傳感器（IP66）
| 通訊方式 | LoRa（無(wú)線傳輸，自組網(wǎng)） |
| 量程 | -0.1~100MPa（常用1.6 / 2.5 / 3MPa） |
| 壓力測(cè)量精度 | 0.5級(jí)（±0.5%FS） |
| 采樣/上報(bào) | 可設(shè)，默認(rèn)每5min上報(bào)一次 |
| 防護(hù)等級(jí) | 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(wú)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(diǎn) | 64臺(tái) |
| 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(cè)試流程說(shuō)明
3.1 標(biāo)準(zhǔn)充氮保壓測(cè)試流程
液冷模組下線后，通過(guò)進(jìn)氣口連接充氮保壓設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試完成后拔除移至獨(dú)立工位進(jìn)行離線保壓監(jiān)測(cè)，流程如下：
1
第一步：抽真空
液冷模組裝夾完成后，通過(guò)真空泵對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部進(jìn)行抽真空處理，排除殘留空氣，確保測(cè)試環(huán)境干燥潔凈。此步驟為氣密性檢測(cè)的前置條件。
2
第二步：充氮加壓至 0.6MPa
真空達(dá)到要求后，通過(guò)進(jìn)氣口充入干燥氮?dú)?，加壓至目?biāo)壓力 0.6MPa。TP2401 LoRa無(wú)線壓力傳感器連接在模組出氣位置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充壓過(guò)程中的壓力變化，充壓完成后壓力數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至網(wǎng)關(guān)。
3
第三步：壓力穩(wěn)定 120 秒
壓力達(dá)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(dòng)、密封件失效等）。此階段系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測(cè)，不計(jì)入測(cè)試時(shí)間。
4
第四步：離線保壓測(cè)試 10 分鐘
壓力穩(wěn)定120秒后，拔除進(jìn)氣連接管路，將模組移至獨(dú)立測(cè)試工位。TP2401 LoRa無(wú)線壓力傳感器留在出氣位置，持續(xù)采集壓力并通過(guò)LoRa網(wǎng)關(guān)無(wú)線傳輸至監(jiān)控主機(jī)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算10分鐘內(nèi)的壓力下降速率。
測(cè)試時(shí)間軸（總覽）
抽真空 → 充氮至0.6MPa → 穩(wěn)定120秒 → 保壓測(cè)試10分鐘
⏱ 第一步（抽真空）：時(shí)長(zhǎng)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(jìn)氣口充氮→
液冷模組
出氣口接壓力表→
TP2401 LoRa
出氣位置無(wú)線監(jiān)測(cè)→
LoRa網(wǎng)關(guān)
無(wú)線匯集數(shù)據(jù)→
監(jiān)控主機(jī)/PC
壓降判定+報(bào)警
充氮完成后，出氣位置連接TP2401 LoRa無(wú)線壓力表，設(shè)備完成充壓后拔管移至測(cè)試工位。TP2401實(shí)時(shí)采集壓力并通過(guò)LoRa網(wǎng)關(guān)無(wú)線傳輸，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行10分鐘壓降判定，無(wú)需占用充氮設(shè)備通道。
四核心報(bào)警邏輯 — 10分鐘壓降判定規(guī)則
🔴核心報(bào)警條件：10分鐘保壓測(cè)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(cè)試期間，系統(tǒng)每5分鐘采集一次壓力數(shù)據(jù)（共2個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)），計(jì)算最大壓力下降值（|ΔP| = P初 - P10min），超過(guò)閾值立即報(bào)警并輸出判定結(jié)果。
| 報(bào)警等級(jí) | 觸發(fā)條件 | 計(jì)算公式 | 處理動(dòng)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(bào)警 | |ΔP| ≥ 0.01 MPa | P初 - P10min | 壓力異常泄漏，判定不合格；聲光報(bào)警+MES記錄+停測(cè) |
| ✓ 合格 | |ΔP| < 0.005 MPa | 壓降在正常熱漂移范圍內(nèi) | 自動(dòng)記錄，判定合格 |
4.1 數(shù)據(jù)采集時(shí)序
📈 10分鐘保壓測(cè)試數(shù)據(jù)采集時(shí)序
| T = 0min（起點(diǎn)） | 開(kāi)始保壓測(cè)試，記錄初始?jí)毫? | P? = 0.6MPa |
| T = 5min（第1次） | 系統(tǒng)采集第1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)P? | 與P?對(duì)比，判斷壓降 |
| T = 10min（第2次） | 系統(tǒng)采集第2個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)P?? | 與P?對(duì)比，判定最終結(jié)果 |
∠ 壓降判定標(biāo)準(zhǔn)
| 判定結(jié)果 | 壓降范圍 | 處理方式 |
|---|
| ✓ 合格 | < 0.005 MPa | 自動(dòng)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(bào)警 + MES記錄 + 停測(cè) |
4.2 完整測(cè)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(bào)警
0.600
MPa壓降: — MPa
⌛ 等待測(cè)試
模擬計(jì)時(shí): 00:00 / 00:20
五系統(tǒng)核心參數(shù)
目標(biāo)充氮壓力
0.6MPa
典型測(cè)試壓力值
保壓測(cè)試時(shí)長(zhǎng)
10分鐘
第四步離線保壓時(shí)間
紅色報(bào)警閾值
0.01MPa
11min內(nèi)壓降觸發(fā)報(bào)警
穩(wěn)壓觀察時(shí)間
120秒
充壓后穩(wěn)定檢測(cè)
壓力采集間隔
5min/次
T=0/5/10min共3點(diǎn)
單網(wǎng)關(guān)最大容量
1000節(jié)點(diǎn)
離線保壓模式
電池壽命
4~5年
鋰亞，低功耗設(shè)計(jì)
壓力測(cè)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(wú)線壓力傳感器可適配市場(chǎng)主流充氮保壓測(cè)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(biāo)準(zhǔn)測(cè)試壓力）
- √ 壓力測(cè)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(kuò)展，單網(wǎng)關(guān)最多1000節(jié)點(diǎn)
- √ 支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可對(duì)接MES系統(tǒng)進(jìn)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(cè)試場(chǎng)景
七方案優(yōu)勢(shì)
📶無(wú)線組網(wǎng)，部署便捷
LoRa自組網(wǎng)，出氣口位置即裝即用，無(wú)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(jì)，鋰亞電池供電，批量使用時(shí)無(wú)需頻繁更換，降低維護(hù)成本
🚨10分鐘壓降速率報(bào)警
實(shí)時(shí)計(jì)算10min保壓期內(nèi)壓降，≥0.01MPa立即觸發(fā)紅色報(bào)警，精準(zhǔn)識(shí)別泄漏
📋數(shù)據(jù)可追溯
每次測(cè)試自動(dòng)生成壓力曲線、壓降速率、判定結(jié)果，支持本地存儲(chǔ)或上傳MES
⚡批量效率提升
離線保壓?jiǎn)尉W(wǎng)關(guān)支持1000節(jié)點(diǎn)，無(wú)需占用充氮設(shè)備通道，檢測(cè)效率提升數(shù)倍
💰無(wú)通訊費(fèi)用
LoRa自組網(wǎng)，無(wú)運(yùn)營(yíng)商月租，綜合成本遠(yuǎn)低于NB-IoT/4G方案
八報(bào)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(bào)警
≥0.01MPa
10 min內(nèi)壓降 ≥ 0.01MPa
判定產(chǎn)品泄漏不合格，聲光報(bào)警+MES記錄
粵公網(wǎng)安備 44030602001413號(hào)
