在上一篇中，我们介绍了液冷系统产生压力波动的主要原因、静态耐压测试与压力脉冲测试的区别，以及高温、低温和交变压力对液冷板、管路、接头、阀体和换热器可靠性的影响。

　　明确液冷部件“为什么要测”之后，还需要进一步解决“如何测试”的问题。

　　高低温压力脉冲测试并不是只确定一个最高压力就可以开始。压力上限、压力下限、升压时间、保压时间、降压时间、循环频率、循环次数、测试介质和介质温度都会影响测试结果。

　　因此，制定测试方案和选择测试设备时，需要结合被测件结构、内部容积、接口规格、工作压力、使用温度和产品验证目标，合理确定各项高低温压力脉冲测试参数。

　　一、高低温压力脉冲测试需要设置哪些参数?

　　1、压力上限

　　压力上限是每个压力循环中的高压力。

　　压力上限通常需要根据以下条件确定：

　　• 产品正常工作压力;

　　• 允许工作压力;

　　• 产品设计压力;

　　• 相关测试标准;

　　• 企业内部验证规范;

　　• 产品使用工况和安全系数要求。

　　压力上限并不是越高越好。测试压力过低可能无法充分验证产品可靠性，压力过高则可能使测试偏离实际工况，甚至造成不必要的结构损伤。

　　2、压力下限

　　压力下限可以是接近零压、较低正压或测试方案规定的其他压力。

　　压力下限会影响每次循环的载荷变化幅度。例如，压力从接近零压升至高压，与压力从某一正压升至相同高压相比，被测件承受的交变载荷并不完全相同。

　　3、压力幅值

　　压力幅值反映压力上限和压力下限之间的变化范围。

　　在其他条件相同的情况下，压力变化范围越大，被测件承受的交变载荷通常越明显。因此，测试方案应同时明确压力上限和压力下限，而不能只提供最高压力。

　　4、压力波形

　　压力波形决定压力在一个循环内如何变化。

　　常见压力波形包括梯形波、三角波、正弦波、方波、多段自定义压力曲线。

　　梯形波可以分别设置升压时间、高压保持时间、降压时间和低压保持时间，适用于需要清晰控制各压力阶段的测试。

　　三角波通常持续升压至上限，再连续下降至下限，没有较长保压阶段，适用于连续交变压力加载。

　　正弦波可以模拟部分周期性压力变化工况，但设备能否实现相应波形及控制精度，需要结合压力范围、频率和被测件容积确认。

　　5、升压时间

　　升压时间决定压力从下限达到上限的速度。

　　升压过快可能形成较强压力冲击，对压力发生系统、阀组响应速度和数据采集能力提出更高要求。

　　升压较慢则更接近缓慢建立压力的工况。因此，测试方案不能只规定压力上限，还应明确达到压力上限所需的时间。

　　6、高压保持时间

　　部分测试要求压力达到上限后保持一定时间，用于检查高压状态下的结构稳定性和密封可靠性。

　　高压保持时间需要与测试目的匹配。保持时间过短，可能无法充分观察高压状态下的泄漏;保持时间过长，则会明显增加整体测试周期。

　　7、降压时间

　　降压时间决定系统从压力上限返回压力下限的速度。

　　不同降压方式会改变被测件的卸载过程，也会影响测试系统的回流能力、阀门动作和下一循环的稳定性。

　　8、低压保持时间

　　低压保持时间可以使系统压力恢复和稳定，然后再进入下一次循环。

　　对于被测件容积较大、介质黏度较高或管路较长的测试项目，合理设置低压保持时间有助于提高压力波形重复性。

　　9、循环频率

　　循环频率决定单位时间内完成的压力循环数量。

　　频率越高，对以下系统的要求越高：

　　• 增压系统响应速度;

　　• 压力调节阀响应速度;

　　• 介质回流能力;

　　• 压力传感器采样速度;

　　• 数据采集和记录速度;

　　• 测试设备连续运行能力。

　　不能仅根据测试周期盲目提高频率。如果设备响应能力不足，实际压力波形可能无法达到设定要求。

　　10、循环次数

　　循环次数应根据产品标准、使用寿命目标、产品验证阶段和企业规范确定。

　　循环次数会直接影响测试总时间、设备连续运行能力、数据记录容量、介质温度稳定性、被测件疲劳累积程度。

　　测试过程中不仅要设置目标循环次数，还要记录实际完成次数、异常停机次数和样品失效时的循环位置。

　　11、介质温度

　　需要明确高温、低温和常用测试温度，并考虑测试介质在目标温度下的黏度、流动性和材料兼容性。

　　低温条件下介质黏度增加，可能影响压力建立速度和循环频率;高温条件下，密封材料、管路和部件尺寸可能发生变化。

　　12、环境温度

　　部分项目要求被测件安装在环境试验箱中，同时由压力脉冲设备向被测件提供规定温度和压力的测试介质。

　　此时需要分别明确介质温度、环境箱温度、温度稳定时间、被测件达到目标温度的判断条件、压力循环与环境温度程序的联动关系。

　　13、测试介质

　　常见测试介质可能包括水、乙二醇水溶液、丙二醇水溶液、指定冷却液、液压油、其他符合产品要求的介质。

　　设备内部管路、泵、阀门、密封件、储液容器和传感器应与测试介质兼容。

　　除介质名称外，还应明确介质浓度、黏度、腐蚀性、使用温度等。

　　14、被测件容积和接口

　　被测件内部容积会影响压力响应速度和增压系统配置。

　　在相同压力和频率条件下，液冷板、细管路和大型系统总成对设备流量和压力发生能力的要求可能完全不同。

　　同时还应明确接口口径、接口数量、连接方式、安装方向、是否需要专用夹具、多个样品是串联还是并联。

　　二、高低温压力脉冲测试的一般流程

　　1、明确测试要求

　　测试开始前，应确认以下信息被测件名称和型号、样品数量、测试介质、压力上限和下限、压力波形、升压和降压时间、高低压保持时间、循环频率、循环次数、介质温度、环境温度、合格判断条件、测试后的复检项目。

　　测试要求越明确，设备配置和测试结果越容易保持一致。

　　2、检查被测件

　　安装前应检查样品外观、接口、允许压力、安装状态和产品标识，并记录测试前状态。

　　必要时还可以记录样品重量、关键尺寸、外观照片、测试前气密结果、测试前流阻或压降结果。

　　这些数据可作为测试后对比依据。

　　3、连接测试回路

　　根据介质流向和测试系统图连接被测件。

　　接口、管路、夹具和连接件应满足最高测试压力和目标温度要求。连接完成后，需要确认各接口锁紧状态以及被测件安装方向是否正确。

　　4、加注介质并排气

　　液体压力脉冲测试前，需要向系统加注规定介质，并尽量排除管路和被测件内部空气。

　　残留气体可能造成压力响应变慢、实际波形偏离设定值、压力波动不稳定、能量储存增加、测试安全风险上升。

　　因此，排气是液体压力脉冲测试中的重要准备环节。

　　5、设置温度条件

　　将测试介质或被测件调节至规定温度，并在满足温度稳定条件后开始压力循环。

　　如果测试需要高低温交变，应明确各温度阶段的保持时间、切换条件以及压力循环在哪些温度阶段执行。

　　6、设置压力程序

　　在控制系统中设置压力上限和下限、升压时间、高压保持时间、降压时间、低压保持时间、压力波形、循环频率、目标循环次数。

　　设置完成后，应检查参数单位、数值范围和程序执行顺序。

　　7、设置安全保护

　　根据被测件允许范围和设备能力设置超压保护、超温保护、低温异常保护、缺液保护、泄漏报警、传感器异常报警、管路破裂保护、自动停机和卸压条件。

　　8、进行低风险调试

　　正式测试前，可以先采用较低压力和较少循环检查：

　　• 管路连接是否正常;

　　• 接口是否泄漏;

　　• 压力波形是否稳定;

　　• 升降压时间是否满足要求;

　　• 温度采集是否正常;

　　• 安全联锁是否有效。

　　调试确认后，再进入正式测试程序。

　　9、执行正式测试

　　设备按照设定程序自动进行压力循环，并记录设定压力、实际压力、压力波形、介质温度、环境温度、当前循环次数、累计测试时间、报警信息、停机原因。

　　10、监测测试状态

　　测试过程中需要重点关注实际压力是否达到上下限、压力波形是否符合设定要求、介质温度是否稳定、被测件是否出现泄漏、管路是否鼓包或变形、接头是否位移、设备运行是否存在异常、循环次数是否正常累计。

　　11、完成测试后的复检

　　根据测试要求，可以开展气密复测、液密复测、静态保压测试、耐压测试、爆破测试、流阻或压降复测、外观检查、关键尺寸测量、结构拆解检查。

　　12、输出测试结果

　　测试完成后，应保存和输出压力曲线、温度曲线、循环记录、报警记录、中途停机原因、样品失效时间、测试前后检查结果、合格判断。

　　三、高低温压力脉冲测试如何判断结果?

　　测试结果应按照产品标准、企业规范或双方确认的试验要求进行判断。

　　1、是否发生外部泄漏

　　检查液冷板、管路、接头、阀体和焊缝是否出现可见液体泄漏、渗漏或异常湿润。

　　2、是否出现压力异常

　　如果实际压力无法达到设定上限、压力下降过快或波形明显异常，可能说明测试回路或被测件存在泄漏。

　　判断时需要区分设备侧异常和样品侧异常，不能只根据压力下降直接判定样品不合格。

　　3、是否出现结构破坏

　　检查被测件是否出现爆裂、裂纹、鼓包、明显变形、接头脱落、焊缝开裂、锁止结构失效。

　　4、密封性能是否发生变化

　　通过比较测试前后的气密、液密或保压结果，可以判断密封性能是否下降。

　　部分产品在测试过程中没有明显外漏，但测试后泄漏率可能增加，因此压力循环后的密封复测非常重要。

　　5、流阻是否发生变化

　　对于液冷板、管路和阀体，可以在压力脉冲测试前后，在相同流量条件下测量压降。

　　如果测试后压降明显变化，可能说明内部流道发生变形、堵塞或其他结构变化。

　　6、尺寸和形变量是否变化

　　部分被测件需要在测试前后测量关键尺寸、平面度、鼓包量或接口位移量。

　　尺寸变化应根据产品图纸和测试规范进行判断。

　　7、是否完成规定循环次数

　　测试报告应记录实际完成循环次数，并说明是否发生中途停机、报警或样品失效。

　　如果样品在目标循环次数之前失效，还应记录失效时的温度、压力和循环次数。

　　8、压力波形是否符合要求

　　不仅要判断样品是否泄漏，还要确认实际测试载荷是否有效。

　　应检查压力上限和下限、升压和降压时间、高压和低压保持时间、循环频率、波形重复性。

　　如果实际压力波形长期偏离设定值，即使样品没有失效，也不能说明测试结果完全有效。

　　四、高低温压力脉冲测试机应具备哪些功能?

　　高低温压力脉冲测试机是一种用于模拟温度变化和周期性压力变化工况的可靠性测试设备。

　　主要功能通常包括高温和低温介质控制、高低温程序循环、压力脉冲输出、压力上限和下限设置、压力波形控制、升压和降压时间设置、高低压保持时间设置、循环频率设置、循环次数设置、被测件进口压力采集、介质温度采集、环境温度采集、泄漏监测、测试曲线显示、测试数据记录、自动停机、故障报警、与上位机通信等。

　　根据测试项目，还可以配置多工位、多通道、独立压力采集、单工位隔离、环境箱联动和用户自定义测试程序。

　　五、高低温压力脉冲测试机由哪些系统组成?

　　1、介质温控系统

　　用于对测试介质进行加热和制冷，使介质达到规定的高温或低温。

　　2、压力发生系统

　　用于建立测试压力，并按照设定程序输出周期性压力波形。

　　压力发生系统的具体结构需要根据测试介质、压力范围、循环频率和被测件容积确定。

　　3、压力调节系统

　　通过调节阀、比例阀、伺服阀或其他控制机构，实现压力上下限和波形调节。

　　4、循环和储液系统

　　用于储存测试介质，并完成加注、循环、回流、补液和排气。

　　5、温度采集系统

　　用于采集介质进口温度、回液温度、储液温度和被测件环境温度。

　　6、压力采集系统

　　用于实时采集压力波形，并监测压力上下限、压力变化速度和异常压力下降。

　　7.数据采集系统

　　用于记录设定压力、实际压力、介质温度、环境温度、循环频率、当前循环次数、测试时间、报警信息、停机原因。

　　8、自动控制系统

　　通过PLC、触摸屏或工业计算机完成参数设置、测试程序执行、数据记录和设备联锁控制。

　　9、安全保护系统

　　用于监测超压、超温、缺液、泄漏、传感器异常和设备故障，并在必要时自动停机和卸压。

　　六、高低温压力脉冲测试机如何选型?

　　1、明确被测件类型

　　应确定测试对象是液冷板、软管、金属管、快插接头、阀体、换热器、液冷分配器还是完整液冷系统。

　　不同被测件的内部容积、压力等级、接口和循环频率要求不同。

　　2、明确测试介质

　　需要提供介质名称、介质浓度、介质黏度、腐蚀性、使用温度、是否需要介质回收和过滤。

　　设备管路、阀门、泵、密封件和传感器需要与介质兼容。

　　3、明确压力范围

　　应提供压力下限和上限、正常工作压力、极限允许压力、是否需要接近零压、是否存在特殊压力阶段、是否需要后续耐压或爆破测试。

　　4、明确压力波形

　　需要确认采用梯形波、三角波、正弦波、方波还是自定义程序波形。

　　仅提供压力上限，无法完整确定压力发生和控制系统。

　　5、明确循环频率

　　循环频率会影响压力发生系统、阀组响应、介质回流和采样速度。

　　频率要求应结合被测件容积和实际压力波形共同确认。

　　6、明确循环次数

　　循环次数会影响测试时间、设备连续运行能力、温控能力和数据记录方式。

　　如果测试周期较长，还需要考虑设备无人值守运行、断电恢复和异常停机记录功能。

　　7、明确温度范围

　　需要明确介质温度、常用测试温度、是否需要高低温交变、是否需要环境试验箱、环境温度和介质温度是否需要独立控制。

　　8、明确被测件内部容积

　　被测件容积直接影响压力响应速度和增压系统配置。

　　如果多个工位同时测试，还需要计算总容积以及各工位之间的压力和流量关系。

　　9、明确接口规格

　　应提供接口口径、数量、连接方式、安装方向和夹具要求。

　　如果样品接口较多或型号变化频繁，还需要考虑转接工装和快速更换设计。

　　10、明确测量与控制精度

　　应根据测试标准确定压力、温度、循环次数和时间参数的测量及控制要求。

　　量程并不是越大越好。量程过大可能影响常用工作区间的测量和控制效果。

　　11、明确多工位要求

　　如果需要同时测试多个样品，应明确工位数量、各工位串联还是并联、是否独立采集压力、是否独立监测泄漏、是否需要单个工位隔离、单个样品失效后其他工位是否继续运行。

　　12、明确通信和数据要求

　　可根据项目需要配置CAN、RS485、以太网或其他通信方式，实现远程控制、数据读取和故障联锁。

　　同时还应确认数据保存周期、导出格式、曲线显示方式和测试报告内容。

　　七、高低温压力脉冲测试设备有哪些常见选型误区?

　　误区一：只提供压力上限

　　压力上限只是选型参数之一。

　　还需要明确压力下限、压力波形、循环频率、循环次数、介质温度和被测件容积。

　　误区二：认为设备压力越高越好

　　设备量程应与实际测试范围匹配。

　　量程过大可能影响常用压力区间的控制和测量效果，同时也可能增加设备复杂度和成本。

　　误区三：忽略被测件容积

　　在相同压力和频率条件下，被测件容积不同，对设备流量、回流和响应能力的要求也不同。

　　误区四：忽略低温介质黏度

　　低温状态下介质黏度增加，可能影响增压速度、压力波形和循环频率。

　　设备选型时需要考虑目标低温下的实际介质状态。

　　误区五：用静态耐压设备代替压力脉冲设备

　　静态耐压设备主要用于升压和保压，通常无法完整模拟周期性压力波形和大量循环。

　　误区六：只关注最高压力，不关注波形

　　即使压力上限相同，不同升压速度、保压时间和降压方式对被测件产生的载荷也可能不同。

　　误区七：后期再增加高低温功能

　　温度范围会影响介质、密封材料、管路、阀门和制冷加热系统设计，应在设备方案阶段明确。

　　后期增加高低温功能可能涉及较大范围的系统调整。

　　误区八：忽略测试后的复检要求

　　如果测试后还需要气密、流阻、爆破或尺寸复测，应在设备和测试流程设计阶段提前规划。

　　八、高低温压力脉冲测试有哪些安全要求?

　　压力脉冲测试涉及高压、高温或低温介质以及长期自动循环，需要配置完善的安全保护。

　　常见保护包括超压保护、压力上下限异常报警、超温保护、低温异常保护、缺液保护、液位异常报警、泵故障保护、阀门故障报警、传感器故障报警、泄漏报警、管路破裂保护、防护门联锁、紧急停机、自动卸压、停电安全处理、测试完成自动停机。

　　设备安装区域应根据最高测试压力、介质类型和被测件风险配置必要的防护装置。

　　操作人员应按照设备操作规程完成样品安装、介质加注、系统排气、压力设置以及测试后的卸压和介质处理。

　　九、广东芸海君蓝高低温压力脉冲测试解决方案

　　广东芸海君蓝科技有限公司可根据动力电池液冷板、储能液冷板、液冷管路、快插接头、阀体、换热器及其他热管理部件的测试需求，提供高低温压力脉冲测试机和定制化测试方案。

　　结语

　　高低温压力脉冲测试是一项涉及压力、温度、介质、时间和循环载荷的综合可靠性测试。

　　制定测试方案时，需要重点明确压力上限、压力下限、压力波形、升降压时间、循环频率、循环次数、介质温度和被测件容积。

　　执行测试时，还应做好样品检查、回路连接、介质加注、系统排气、低风险调试、过程监测以及测试后的密封、流阻、外观和尺寸复检。

　　选择高低温压力脉冲测试机时，不能只关注最高压力和温度范围，还需要综合考虑压力响应能力、波形控制能力、低温介质黏度、多工位配置、数据采集和安全保护。

　　只有测试参数、设备能力和被测件实际工况相匹配，测试结果才能更有效地反映液冷部件的压力疲劳、热疲劳、结构耐久性和长期密封可靠性。

　　常见问题

　　1、高低温压力脉冲测试需要设置哪些参数?

　　主要参数包括压力上限、压力下限、压力波形、升压时间、高压保持时间、降压时间、低压保持时间、循环频率、循环次数、介质温度、环境温度和测试介质。

　　2、压力脉冲测试常见波形有哪些?

　　常见压力波形包括梯形波、三角波、正弦波、方波和用户自定义程序曲线。具体波形应根据产品标准、企业规范和实际使用工况确定。

　　3、压力脉冲测试循环次数如何确定?

　　循环次数通常根据产品标准、设计寿命、实际使用频率和验证阶段确定。设备选型时还需要考虑循环次数对连续运行时间、温度稳定性和数据记录容量的影响。

　　4、压力脉冲测试需要使用什么介质?

　　可以根据产品要求使用水、乙二醇水溶液、丙二醇水溶液、指定冷却液、液压油或其他兼容介质。设备管路、泵、阀门和密封件应与介质匹配。

　　5、压力脉冲测试后需要做哪些检查?

　　通常可以进行外观、气密、液密、保压、流阻、尺寸和剩余强度检查。具体复检项目应根据产品规范和测试目的确定。

　　6、高低温压力脉冲测试机如何选型?

　　需要提供被测件类型、介质、压力上下限、压力波形、频率、循环次数、温度范围、内部容积、接口规格、工位数量和数据通信要求。

　　7、高低温压力脉冲测试设备可以定制吗?

　　可以。设备可根据测试介质、温度、压力、波形、频率、循环次数、被测件容积、接口和工位数量进行定制，并可配置多工位、环境箱联动和数据通信功能。