一种液冷机组气密检测系统及方法与流程

本发明涉及气密检测，具体为一种液冷机组气密检测系统及方法。

背景技术：

1、液冷机组在电力电子、数据中心等领域应用广泛，其内部密封性直接关系到绝缘安全和散热效率。针对液冷机组的气密性检测，普遍采用压力衰减法，即向机组内部充入一定压力的气体后保压，通过监测压力下降幅度判断是否存在泄漏。为补偿温度扰动对压力读数的影响，检测过程中会同步采集环境温度或内部单点温度，利用理想气体状态方程对压力变化进行修正。这类方案假定机组内部温度场均匀且变化规律一致，依靠简单的温度补偿公式计算泄漏率。现有方案在实际应用中存在明显缺陷。液冷机组内部结构复杂，流道狭窄且存在局部热源，充气后气体与壁面换热不充分，导致各区域温度梯度分布不均，单点或少量温度测点无法表征整体温度场对压力的耦合影响，基于理想气体假设的补偿方式会引入较大偏差，造成泄漏判定结果不可靠。同时，压力衰减法只能给出机组整体泄漏率的宏观判断，即便发现总压下降，也无法获知泄漏发生的具体部位，必须依靠人工检查或分区隔离等辅助手段进行排查，效率低且对微小渗漏点不敏感。

2、为解决上述问题，需从多节点同步感知出发，充分挖掘机组初始状态的气压温度空间耦合特征，建立一种能够表征正常密封状态下多维参量关联关系的基准模型。还需在充气后的动态响应中，将时空多维数据与基准模型进行深层交互分析，使得因泄漏引起的局部物理场畸变能够被放大和提取，进而实现对泄漏点所处空间网格的直接判定，由此精准定位泄漏位置并改善检测灵敏度。

技术实现思路

1、针对现有液冷机组气密检测中温度补偿偏差大、无法定位泄漏点的不足，提供一种液冷机组气密检测系统及方法，通过从多节点初始数据构建融合气压温度关联特性的气密基准张量，并利用动态响应数据与该基准张量进行张量缩并分析，实现泄漏的灵敏识别和精确定位。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种液冷机组气密检测方法，包括以下步骤：

3、获取待测液冷机组内部多个检测节点处的初始气压值和初始温度值；根据多个所述初始气压值和多个所述初始温度值，生成所述待测液冷机组的气压温度耦合矩阵；对所述气压温度耦合矩阵执行特征分解，提取主特征值，并根据所述主特征值构建所述待测液冷机组的气密基准张量；向所述待测液冷机组内充入示踪气体，并在充气结束后依次采集各所述检测节点处的动态气压序列和动态温度序列；将所述动态气压序列和所述动态温度序列按时间对齐后，与所述气密基准张量进行张量缩并运算，得到各所述检测节点的气密响应系数；根据各所述检测节点的所述气密响应系数，判定各所述检测节点是否存在泄漏。

4、作为本发明的一个技术方案，获取初始气压值和初始温度值时，将所述待测液冷机组的内部空间划分为多个立体网格，各所述立体网格的顶点作为所述检测节点；利用嵌入在各所述检测节点的气压传感器和温度传感器，同步采集所述待测液冷机组在静置状态下的气压读数序列和温度读数序列；对所述气压读数序列取中值作为所述初始气压值，并对所述温度读数序列取中值作为所述初始温度值。通过中值滤波方式能够有效抑制偶发干扰，使初始基准数据更为可靠。

5、优选的，生成气压温度耦合矩阵时，将各所述检测节点按照空间坐标排序，构建节点索引序列；根据所述节点索引序列，将各所述检测节点的所述初始气压值排列为气压列向量p，并将各所述检测节点的所述初始温度值排列为温度列向量t；将所述气压列向量与所述温度列向量进行外积运算，生成所述气压温度耦合矩阵m=pt。该耦合矩阵将气压与温度的空间分布信息融合于同一数学结构中，完整表达了机组初始状态下的热力学耦合特征。

6、进一步的，构建气密基准张量时，对所述气压温度耦合矩阵m进行奇异值分解，得到左奇异矩阵u、奇异值矩阵σ和右奇异矩阵v；从所述奇异值矩阵中提取最大奇异值σmax作为所述主特征值，并从所述左奇异矩阵中提取与所述最大奇异值对应的左奇异向量u，从所述右奇异矩阵中提取与所述最大奇异值对应的右奇异向量v；将所述左奇异向量、所述主特征值和所述右奇异向量按顺序进行张量积运算，得到所述气密基准张量g=uσmaxv。所构建的气密基准张量以紧凑形式保留了机组初始耦合状态中最具代表性的结构信息，为后续泄漏判定提供稳定且抗噪的参考基准。

7、作为本发明的又一技术方案，在充气及动态采集阶段，控制气源以恒定流量向所述待测液冷机组内充入示踪气体，直至所述待测液冷机组内部压力达到预设充气压力阈值时停止充气；在停止充气后，按照预设采样间隔，同步采集各所述检测节点的气压时间序列数据和温度时间序列数据；将各所述检测节点的所述气压时间序列数据作为所述动态气压序列，并将各所述检测节点的所述温度时间序列数据作为所述动态温度序列。通过恒流量充气与定时采集，获得一致且可比较的动态响应数据。

8、在计算气密响应系数时，将同一所述检测节点的所述动态气压序列和所述动态温度序列在时间轴上对齐，构建每个所述检测节点的动态二元组序列；具体地，将同一所述检测节点的所述动态气压序列中的每个气压采样值与对应采集时刻的所述动态温度序列中的温度采样值配对，形成多个气压温度采样对，并按照采集时刻的先后顺序排列为所述动态二元组序列。随后将全部所述检测节点的所述动态二元组序列堆叠为动态响应张量d；将所述动态响应张量d与所述气密基准张量g沿张量的最后一个维度执行缩并，生成各所述检测节点的气密响应系数c。该运算可表达为c=d×3g，它定量地衡量了各节点在充气后的动态行为相对于初始基准的偏离程度，反应灵敏且抑制噪声。

9、作为本发明的优选方案，根据所述气密响应系数进行泄漏判定时，将各所述检测节点的所述气密响应系数按照空间坐标展开为气密响应场矩阵c；对所述气密响应场矩阵执行离散拉普拉斯变换，得到各所述检测节点的二阶空间变化率。针对所述气密响应场矩阵中的目标元素，获取所述目标元素在行方向和列方向上的相邻元素；计算所述目标元素与行方向上相邻元素的第一差值，并计算所述目标元素与列方向上相邻元素的第二差值；将所述第一差值与所述第二差值相加，得到该检测节点的二阶空间变化率。若目标检测节点的二阶空间变化率超过预设变化率阈值，则判定所述目标检测节点存在泄漏。该方式利用空间二阶导数对局部突变的敏感性，能够准确锁定泄漏位置，避免全局阈值带来的漏判与误判。

10、本发明还提供一种液冷机组气密检测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如前所述的气密检测方法的步骤。该系统将多节点同步采集、张量建模与空间变化率分析集成为一体，能够高效、精确地完成液冷机组的气密性检测与泄漏点定位。

11、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

12、在获取待测液冷机组内部多个检测节点的初始气压值和初始温度值后，将各节点的初始气压值排列为气压列向量，初始温度值排列为温度列向量，并通过外积运算生成气压温度耦合矩阵。该耦合矩阵的元素完整刻画了任意节点处气压与温度的组合关联强度，将传统方案中孤立的标量补偿转化为空间分布的矩阵化表达。对气压温度耦合矩阵执行奇异值分解，从奇异值矩阵中提取最大奇异值作为主特征值，并提取对应的左奇异向量和右奇异向量，将三者按顺序进行张量积运算，构建气密基准张量。气密基准张量以极少的特征维度保留了耦合矩阵中最具区分力的核心特征，物理上对应机组在初始密封状态下气压场与温度场的耦合主模态。将这一主模态封装为高阶张量基准，使得后续检测不再依赖于理想的均匀温度假设，而是在真实的多点耦合特征约束下展开判别，屏蔽了正常温度梯度对压力信号的干扰。充气结束后采集各检测节点的动态气压序列和动态温度序列，将同一节点的气压采样值与同时刻的温度采样值配对形成动态二元组序列，所有节点的动态二元组序列堆叠为动态响应张量。将动态响应张量与气密基准张量沿张量最后一个维度执行缩并运算，生成每一个检测节点的气密响应系数。通过张量缩并，动态数据中与气密基准张量所保持的主模态方向一致的成分被保留，而由泄漏引发的局部异常响应则表现为系数在空间上的突变。该运算在统一的多维代数框架下完成全节点并行分析，避免了对各点单独建立一维判定阈值的局限性。将各节点的气密响应系数按空间坐标展开为气密响应场矩阵，针对矩阵中的目标元素获取行方向和列方向上的相邻元素，计算目标元素与行方向相邻元素的第一差值及其与列方向相邻元素的第二差值，将第一差值与第二差值相加得到该节点的二阶空间变化率。离散拉普拉斯变换在空间域上直接提取气密响应系数的局部梯度异常，当某节点处发生泄漏时，其气密响应系数相对周围正常区域会出现显著跳变，二阶空间变化率将对此类奇异性产生强烈响应。通过与预设变化率阈值的比对，直接在空间网格层面判定并输出泄漏节点位置，实现了从整体泄漏判断到具体泄漏点定位的跨越。