CN201575824U - 一种圆图记录仪 - Google Patents

Abstract

一种圆图记录仪，包括控制系统、传感器、AD转换器、走纸记录模块、时钟、键盘输入单元和显示单元，传感器通过AD转换器与控制系统相连；时钟控制系统相连，走纸记录模块包括记录笔和与其相配合的圆图记录纸，记录笔由记录笔电机驱动，圆图记录纸由走纸电机驱动，记录笔电机和走纸电机分别通过控制线路与控制系统相连，圆图记录纸上设有零点、数据记录区和起始时间选定区，起始时间选定区内设有起始时间的选择标定值。本实用新型由记录笔在记录纸上选择标定准确的记录起始时间，提高了记录仪的自动化水平，降低了人为因素，可为监管部门提供确实可靠的日期数据；同时降低了监测成本投入，可靠性、操作性更强。

Description

一种圆图记录仪

技术领域

本实用新型属于模拟记录领域，尤其涉及一种圆图记录仪。

背景技术

圆图记录仪是专门对管道或密封容器进行压力、温度、湿度等数据进行监测的电子数据记录装置，其基本结构包括控制系统、数据采集模块、走纸记录模块和时钟模块，其中：

控制系统包括微处理器、显示器和输入键盘；

时钟模块用于设定采集、记录数据的时间间隔；

数据采集模块包括传感器和AD转换器，传感器可以直接安装在待监测的环境内，按照时钟模块设定的记录时间间隔采集数据、并将数据通过AD转换器转换成信号后输送到控制系统；

控制系统一方面对信号进行处理，将运算结果显示出来，一方面控制走纸记录模块将数据绘制成曲线图；

走纸记录模块包括一张圆形的记录纸，记录纸中心开有圆孔用于安装驱动轴，在纸张上有一个指针式的记录笔，记录笔和走纸轴由同一个电机驱动，记录笔在微处理器的控制下、找到记录纸上的“零点”、即记录起始点后，由电机驱动在“零点”时间轴上记录下当时的监测数据值，然后记录纸在走纸轴带动下转动一个角度，角度的大小＝360°/(记录周期/记录时间间隔)，记录笔笔尖移动到相应的监测数据值位置、记录下当时的监测数据值，直至记录纸转过360°，记录笔在纸上画出曲线图。

圆图记录仪集传感器、智能仪表于一体，能够按照设定的数据记录时间间隔采集、记录监测数据，可通过现场LED显示实测数据值和历史数据，可利用键盘选择监测对象和修改时钟参数，也可通过U盘读取到计算机上，配合上位计算机管理软件，对数据进行统计、分析，当监测数据异常时，还可以及时报警、并切断监测对象的电力输入等，避免事故发生。

但是，传统的圆图记录仪存在一个很大的问题：记录的起始时间不能实现由记录笔自动同步对应记录曲线日期记录，而是在记录起始时或结束后由人工手动填写，这种填写方式需要耗费人工，而且由于记录起始时间填写的随意性、可信度差，在食品，冶金，化工，石油，电力，供热，军工等行业安全事故发生时，记录数据无法作为可信的法律证据采用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可由记录笔在记录纸上标定准确的记录起始时间、无需手工填写的圆图记录仪。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种圆图记录仪，包括控制系统、数据采集模块、走纸记录模块、时钟、键盘输入单元和显示单元，其中：控制系统包括微处理器、显示器和输入键盘；数据采集模块包括传感器和AD转换器，传感器通过信号传送线路与AD转换器相连，AD转换器通过信号传送线路与控制系统相连；走纸记录模块包括记录笔和与其相配合的圆图记录纸，圆图记录纸上设有零点和数据记录区；时钟通过信号传送线路与控制系统相连，其特征在于：所述记录笔由记录笔电机驱动，圆图记录纸由走纸电机驱动，记录笔电机和走纸电机分别通过控制线路与控制系统相连，

圆图记录纸上设有起始时间选定区，起始时间选定区内设有起始时间的选择标定值，

所述微控制器包括在时钟上读取记录起始时间、并控制记录笔在起始时间选定区内选择相应时间值标定的起始时间记录单元。

其中，数据采集模块采集监测数据并将数据转换为AD信号传输给微控制器，走纸记录模块受微控制器驱动、将微控制器获得并处理过的数据在圆图记录纸上绘制成曲线图，时钟用于控制数据采集、记录的时间间隔并在记录开始时将起始记录时间通知起始时间记录单元，由起始时间记录单元记录该时间，起始时间记录单元在接收到由键盘输入的起始时间标定请求后、控制记录笔在圆图记录纸上标定。

由于圆图记录纸上设有零点和位置固定的起始时间选定区，因此起始时间记录单元只需根据接收到的实际起始记录时间，在圆图记录纸上找出对应的时间值坐标、然后控制走纸电机走纸、记录笔电机移动，使记录笔对准该位置标定，就可以实现记录笔自动填写日期；由于走纸电机和记录笔电机相互独立、分别受控制系统控制，从而在记录起始时间时可以单独对走纸时间、长度进行调整、实现精确的标定。

考虑到实际操作中的需要，时间选定区内的起始时间选择值一般可选择包括年份选择值、1～12月月份选择值、1～31日日期选择值、AM1～PM12时小时选择值、1～59分分钟数选择值在内的多种选择值，为确定记录起始时间的年、月、日、分提供选择。

进一步的，现有圆图记录仪中普遍采用的都是同步电机，同步电机的转速是不变的，因此现有圆图记录仪要改变记录的时间间隔，如从15分钟采集、记录一次数据转变为30分钟一次，则走纸速度、记录时间间隔要变为原来的一倍。这种改变一般是利用具有若干种传动比的传动机构、如具有不同螺旋段的蜗杆加蜗轮来实现的、受传动机构传动比的限制，一般时间间隔只能变化为固定的几种，实际中往往不够用。一种优选方案是，记录笔电机和走纸电机均采用步进电机，由于步进电机的转速、停止的位置只取决于微处理器发出的脉冲信号的频率和脉冲数，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，使得走纸速度、记录时间间隔的变化可以非常灵活、准确，用户只需通过键盘进行设置，从而改变微处理器发给记录笔电机和走纸电机的脉冲信号，即可实现记录时间间隔的灵活变化，从而在允许的范围内尽可能的采用比较大的时间间隔，延长每张记录纸的使用期限、节约纸张，并且可靠性更高。

再进一步，考虑到圆图记录仪需要监测的数据往往是压力、温度、湿度中的一种或多种，在进行一种以上对象的监测时，可以使用多台只具有单一监测功能的记录仪分别针对不同的监测对象进行监测，也可以对一台记录仪配备多种传感器以采集不同监测数据，然后利用同一个AD转换器进行转换后送入微处理器，同时，配备相应数量的记录笔，每种记录笔分别通过独立的记录笔电机驱动，所有记录笔电机均通过控制线路与控制系统相连，每种记录笔绘制一种监测数据的曲线图，从而实现利用一台记录仪在一张记录纸上绘制多条监测曲线的功能，降低监测成本上的投入，节约纸张。例如，如果同时需要对压力和温度进行监测，则可以对一台记录仪配备压力、温度两个传感器，两个传感器均通过信号传送线路与AD转换器相连，同时配备有压力记录笔电机驱动的压力记录笔、温度记录笔电机驱动的温度记录笔，压力记录笔电机、微处理器、AD转换器、压力传感器之间的信号传输与温度记录笔电机、微处理器、AD转换器、温度传感器之间的信号传输是相互独立的，互不干扰，这种双笔记录的模式可以在一张圆图纸上同时绘制压力、温度曲线。

本实用新型的有益效果在于：

①采用双电机驱动模式、控制系统中增设了起始时间记录单元，记录纸中增加了起始时间选定区，可由记录笔在记录纸上选择标定准确的记录起始时间，提高了记录仪的自动化水平，降低了人为因素，可以为监管部门提供确实可靠的日期数据；

②电机采用步进电机，可灵活设置步进电机走纸速度、改变记录的时间间隔，从而最大延长记录纸的使用周期，节约纸张，降低管理成本；

③与目前普遍使用的同步电机相比，步进电机还具有价格上的优势，因此尽管电机数量增加了，但生产成本反而有所下降，并且仪表无故障时间更长，可靠性、操作性、公正性更强；

④可扩展为多传感器、多笔配置，从而利用一台记录仪在一张记录纸上绘制多条监测曲线，降低监测成本投入，节约纸张。

附图说明

图1为现有圆图记录仪的组成结构图

图2为现有圆图记录仪使用的记录纸局部示意图

图3为本实用新型圆图记录仪的组成结构图

图4为本实用新型的圆图记录纸正视图

图5为本实用新型一种优选方案的工作流程图

图1～5中：1为记录笔，2为起始时间选定区，3为数据记录区，4为记录笔电机，5为控制系统，6为时钟，7为AD转换器，8为传感器，9为走纸电机，10为圆图记录纸，11为电机，12为零点。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1中，记录笔1和记录纸10采用同一个电机11驱动，普通采用的是同步电机，走纸速度只有有限几种固定的选择，采用传统原始模拟记录纸，如图2。由于记录年、月、日、时、分必须控制改变走纸速度、依靠相应的控制单元来完成，记录纸必须有相应日期标志，而传统记录仪没有相应的控制单元，原始记录纸没有日期标志，因此，目前市场上使用的圆度记录仪无法实现日期记录。

图3中，记录笔1由记录笔电机4驱动，圆图记录纸10由走纸电机9驱动，记录笔电机4和走纸电机9分别通过控制线路与控制系统相连，圆图记录纸10上设有起始时间选定区2，起始时间选定区2内设有起始时间的选择标定值，包括年、月、日、时、分，如图4所示，微控制器5设有在时钟6上读取记录起始时间、并控制记录笔1在起始时间选定区2内选择相应时间值标定的起始时间记录单元。起始时间记录单元分别控制走纸、记录电机，自动标记对应的起始日期和时间。

图5为本记录仪一种优选方案的工作流程图，记录初始时，记录笔电机4控制记录笔1回到零点12，一路至多路传感器8采集监测数据、转换成AD信号后传输给控制系统5，如果监测数据异常，控制系统5报警并停止相关设备的供电，控制系统5对信号进行处理后，利用显示器将运算结果显示出来，并控制走纸记录模块将数据绘制成曲线图；在曲线图绘制过程中，用户可利用键盘输入、设置记录笔电机4、走纸电机9参数，灵活改变这两个步进电机的转速，可设置时钟6参数，校准时钟时刻，可读取、标定起始记录时间，可在选择监测多种不同数据时，选择合适的数据量程以便微处理器能针对数据种类进行处理。

Claims (5)

1.一种圆图记录仪，包括控制系统、数据采集模块、走纸记录模块、时钟(6)、键盘输入单元和显示单元，其中：控制系统包括微处理器(5)、显示器和输入键盘；数据采集模块包括传感器(8)和AD转换器(7)，传感器(8)通过信号传送线路与AD转换器(7)相连，AD转换器(7)通过信号传送线路与控制系统相连；走纸记录模块包括记录笔(1)和与其相配合的圆图记录纸(10)，圆图记录纸上设有零点(12)和数据记录区(3)；时钟(6)通过信号传送线路与控制系统相连，其特征在于：所述记录笔(1)由记录笔电机(4)驱动，圆图记录纸(10)由走纸电机(9)驱动，记录笔电机(4)和走纸电机(9)分别通过控制线路与控制系统相连，

圆图记录纸(10)上设有起始时间选定区(2)，起始时间选定区(2)内设有起始时间的选择标定值，

所述微控制器(5)包括在时钟(6)上读取记录起始时间、并控制记录笔(1)在起始时间选定区(2)内选择相应时间值标定的起始时间记录单元。

2.根据权利要求1所述的圆图记录仪，其特征在于：所述记录笔电机(4)和走纸电机(9)均为步进电机。

3.根据权利要求1所述的圆图记录仪，其特征在于：所述时间选定区(2)内的起始时间选择值包括年份选择值、1～12月月份选择值、1～31日日期选择值、AM1～PM12时小时选择值、1～59分分钟数选择值。

4.根据权利要求1所述的圆图记录仪，其特征在于：所述传感器(8)包括压力、温度、湿度传感器中的至少一种，且每种传感器(8)均通过信号传送线路与AD转换器(7)相连，所述记录笔(1)种类与传感器(8)种类相适应，且每种记录笔分别通过独立的记录笔电机驱动，所有记录笔电机均通过控制线路与控制系统相连。

5.根据权利要求4所述的圆图记录仪，其特征在于：所述传感器(8)包括压力、温度传感器，压力、温度传感器均通过信号传送线路与AD转换器(7)相连，所述记录笔(1)包括压力记录笔电机驱动的压力记录笔、温度记录笔电机驱动的温度记录笔，且压力记录笔电机、温度记录笔电机均通过控制线路与控制系统相连。

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