隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各國(guó)對(duì)可進(jìn)行高低溫循環(huán)沖擊的試驗(yàn)設(shè)備需求量逐年擴(kuò)大，而且不同國(guó)家、不同行業(yè)對(duì)冷熱沖擊試驗(yàn)箱的使用環(huán)境和使用要求又各不相同，為了滿足客戶需求，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，國(guó)外、國(guó)內(nèi)的開發(fā)單位對(duì)冷熱沖擊試驗(yàn)箱研制和改進(jìn)都在不停的進(jìn)行中，但是開發(fā)水平和發(fā)展方向各有不同。
    國(guó)外概況：美國(guó)、德國(guó)、日本的研制工作起步較早，開發(fā)和生產(chǎn)的技術(shù)水平比較高，美國(guó)通用設(shè)備公司、日本愛斯派克公司、意大利ACS公司、德國(guó)和法國(guó)的部分企業(yè)，在制冷方式、沖擊方式、制冷劑的選擇等方面做了大量工作，已完成了產(chǎn)品的多樣化、系列化。
    國(guó)內(nèi)概況：雖然國(guó)內(nèi)在這方面起步比較晚，但是也已有一些科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)作了大量的工作，并取得了較大進(jìn)步，生產(chǎn)出了能夠滿足溫度沖擊試驗(yàn)要求的機(jī)組，如：北京航空航天大學(xué)對(duì)高低溫液壓試驗(yàn)臺(tái)的研制6l;中電集團(tuán)第16研究所基于高低溫實(shí)驗(yàn)箱的技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)此種沖擊實(shí)驗(yàn)箱產(chǎn)品的開發(fā)：東莞瑞凱環(huán)境檢測(cè)儀器有限公司生產(chǎn)的氣壓傳動(dòng)溫度沖擊試驗(yàn)箱；還有臺(tái)灣的部分企業(yè)等。但以國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的試驗(yàn)箱產(chǎn)品與國(guó)外大公司的系列產(chǎn)品相比，機(jī)組在溫度控制精度、自動(dòng)化程度、運(yùn)行的穩(wěn)定性等方面還有一定的差距。

    冷熱沖擊試驗(yàn)箱研究的主要方向：

    1、制冷方式

    在制冷技術(shù)中，制取 -20℃ ～ -80℃溫度時(shí)，常采用兩級(jí)壓縮制冷和復(fù)疊式制冷兩種方式。兩級(jí)壓縮制冷中間壓力控制相對(duì)復(fù)雜，要求工質(zhì)的蒸發(fā)壓力低冷凝溫度較高，工質(zhì)的選擇范圍窄且多數(shù)達(dá)不到環(huán)保要求，所以兩級(jí)壓縮制冷在沖擊試驗(yàn)設(shè)備上多不被采用。復(fù)疊式制冷可以在夏天工況實(shí)現(xiàn)-80℃低溫，不但可以解決壓縮機(jī)壓比過(guò)高問(wèn)題，而且可以找到滿足環(huán)保要求的制冷劑，所以此種制冷方式被廣泛采用。在復(fù)疊式制冷中，根據(jù)制冷系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)數(shù)量和制冷劑的循環(huán)方式，又可以分為二元復(fù)疊制冷和自然復(fù)疊制冷。二元復(fù)疊制冷是將兩個(gè)分別使用高、低溫制冷劑的獨(dú)立系統(tǒng)復(fù)疊在一起，將低溫環(huán)境的熱量逐步的釋放給冷卻介質(zhì)，完成制冷。自然復(fù)疊制冷采用混合工質(zhì)，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)利用分凝原理將制冷劑分離，并使它們進(jìn)入各自的蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷，間接實(shí)現(xiàn)復(fù)疊。該制冷循環(huán)只使用一臺(tái)壓縮機(jī)，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制大為簡(jiǎn)化，將是冷熱沖擊試驗(yàn)箱的一個(gè)重要發(fā)展方向。

    2、沖擊方式

    國(guó)外主要以氣壓傳動(dòng)、氣流和箱體移動(dòng)等沖擊方式為主。由于氣壓傳動(dòng)式?jīng)_擊試驗(yàn)箱所需配套設(shè)備多數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)件，零部件選擇方便，這種沖擊方式試驗(yàn)設(shè)備被廣泛采用，技術(shù)比較成熟。此類氣壓傳動(dòng)式?jīng)_擊試驗(yàn)箱通過(guò)機(jī)組的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，分別產(chǎn)生一個(gè)高溫環(huán)境（+70℃～+ 150℃）和一個(gè)低溫環(huán)境（-25℃～-65℃），根據(jù)溫度沖擊試驗(yàn)的相關(guān)要求，將被測(cè)元件放入指定溫室的載物籃內(nèi)，待兩溫室達(dá)到預(yù)設(shè)溫度且穩(wěn)定時(shí)，通過(guò)氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)牽動(dòng)載物籃，實(shí)現(xiàn)籃內(nèi)被測(cè)元件（如：電子器件）在高低溫室間的移動(dòng)。移動(dòng)過(guò)程中高低溫室相通，被測(cè)元件也由高溫或低溫狀態(tài)進(jìn)入另一溫室，所以會(huì)有大量冷熱負(fù)荷帶入，機(jī)組要通過(guò)制冷系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)迅速恢復(fù)到各溫室預(yù)定溫度。當(dāng)被測(cè)元件所在溫室溫度長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定后，再經(jīng)過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將載物籃反向牽動(dòng)，把被測(cè)元件帶回原溫室，同樣須迅速恢復(fù)到預(yù)定溫度，當(dāng)溫度再次長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定后，再重復(fù)上述操作，完成多次溫度循環(huán)沖擊試驗(yàn)。工作原理如下圖所示。

圖1-1氣壓傳動(dòng)式?jīng)_擊試驗(yàn)箱工作原理圖

    氣流式?jīng)_擊試驗(yàn)箱溫度沖擊原理與氣壓傳動(dòng)式?jīng)_擊試驗(yàn)箱類似，但其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，靠交換改變進(jìn)入試驗(yàn)箱內(nèi)的冷熱氣流，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)元件的冷熱沖擊。元件在箱體內(nèi)無(wú)需移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)部件少，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠性高，而且可以承載更多試驗(yàn)元件，提高了空間利用率和試驗(yàn)效率。這種沖擊方式出現(xiàn)較晚，機(jī)構(gòu)整體布置和配套設(shè)備都要重新設(shè)計(jì)，與以往的冷熱沖擊試驗(yàn)箱有較大區(qū)別。而此類試驗(yàn)箱又分為可移動(dòng)式、不可移動(dòng)式兩種。
    箱體移動(dòng)式?jīng)_擊試驗(yàn)箱應(yīng)用于大負(fù)荷沖擊試驗(yàn)場(chǎng)所，被測(cè)物多為運(yùn)行狀態(tài)的整體設(shè)備。此類試驗(yàn)箱靠液壓傳動(dòng)或電機(jī)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)箱體的移動(dòng)，機(jī)組體積龐大。

    3、箱體布置方式

    冷熱沖擊試驗(yàn)箱分為兩箱體形式和三箱體形式，箱體布置方式又分為水平布置和垂直布置兩種。氣壓傳動(dòng)式?jīng)_擊試驗(yàn)箱箱體分為兩箱式和三箱式，布置方式全部是垂直布置;氣流式?jīng)_擊試驗(yàn)箱全部是三箱式，箱體布置方式為垂直布置和水平L型布置。箱體移動(dòng)式?jīng)_擊試驗(yàn)箱箱體，分為兩箱式和三箱式，布置方式全部是水平一字型布置。箱體具體布置情況如下圖所示。

    4、制冷工質(zhì)選擇

    根據(jù)1987年蒙特利爾協(xié)定，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已全面禁止R12、R13、R22等制冷劑的使用，在歐美地區(qū)使用的沖擊試驗(yàn)箱制冷系統(tǒng)高溫級(jí)制冷劑多為R404a， 低溫級(jí)制冷劑為R23;而在發(fā)展中國(guó)家，對(duì)R22的使用尚未到禁止期限，所以出口到發(fā)展中國(guó)家的沖擊試驗(yàn)箱制冷系統(tǒng)高溫級(jí)制冷劑為R22 （少數(shù)為R404a），低溫級(jí)制冷劑為R23。

    5、控制方式

    目前，市場(chǎng)上使用的冷熱沖擊試驗(yàn)箱基本上實(shí)現(xiàn)了智能化、程序化、可視化，但是為了滿足客戶更高的要求，各開發(fā)單位又在數(shù)字化等方面：做了大量工作，提高設(shè)備網(wǎng)絡(luò)信息通信能力，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程控制。