液冷模组充氮保压测试（无线压力监测系统）方案
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。
📋 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 |
⚠ 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
| 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 |
| 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℃ |
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：
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。
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。
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。
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。
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
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。
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 |
📈 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 |
| 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 |
- 抽真空
排除残留空气 - 充氮加压
至0.6MPa - 稳定120s
观察异常 - 移至工位
拔管离线 - 保压10min
T=0/5/10min采集 - 判定输出
压降≥0.01MPa报警
TP2401 LoRa无线压力传感器可适配市场主流充氮保压测试设备，压力范围覆盖0.1~3MPa，精度优于±0.5%FS，满足以下主流设备的技术要求：
- √ 适配充氮压力范围：0.1~3MPa（支持0.6MPa标准测试压力）
- √ 压力测量精度：±0.5%FS（优于行业主流±1%FS要求）
- √ 支持1~4工位批量扩展，单网关最多1000节点
- √ 支持标准协议，可对接MES系统进行数据上传
- √ 内置锂亚电池，续航4~5年，适合批量保压测试场景
LoRa自组网，出气口位置即装即用，无需复杂布线，适合工厂批量部署
低功耗设计，锂亚电池供电，批量使用时无需频繁更换，降低维护成本
实时计算10min保压期内压降，≥0.01MPa立即触发红色报警，精准识别泄漏
每次测试自动生成压力曲线、压降速率、判定结果，支持本地存储或上传MES
离线保压单网关支持1000节点，无需占用充氮设备通道，检测效率提升数倍
LoRa自组网，无运营商月租，综合成本远低于NB-IoT/4G方案
10 min内压降 ≥ 0.005MPa 且 < 0.01MPa
通知操作人员关注
10 min内压降 ≥ 0.01MPa
判定产品泄漏不合格，声光报警+MES记录