(57)【要約】      （修正有）【課題】低コスト、小体積及び高精度の精油計量装置の検出回路を提供する。【解決手段】精油計量装置の検出回路は、シリアルデータピンを介して次段装置のコネクタと接続されるＭＣＵを含み、前記ＭＣＵのＬＥＤピンは、２つの直列された発光管Ｌ１、Ｌ２に接続されており、前記ＭＣＵは、複数のＡＤＣピンＡＤＣ１及びＡＤＣ２を有し、いずれか１つのＡＤＣピンＡＤＣ１（ＡＤＣ２）が１つのオペアンプＵ３（Ｕ４）を介して１つの受光管ＬＤ１（ＬＤ２）に接続されて受光管ＬＤ１（ＬＤ２）に対して信号収集を行う。これは、ＭＣＵによる発光管−受光管ペアの信号分析及びＭＣＵによる次段装置のコネクタの制御だけで、精油用量計量の自動化制御を実現することができ、回路全体の設計コストが低く、体積が小さく、検出精度が高い。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シリアルデータピンを介して次段装置のコネクタと接続されるＭＣＵを含み、前記ＭＣＵのＬＥＤピンは、２つの直列された発光管に接続されており、前記ＭＣＵは、複数のＡＤＣピンを有し、いずれか１つのＡＤＣピンが１つのオペアンプを介して１つの受光管に接続されて前記受光管に対して信号収集を行う
ことを特徴とする精油計量装置の検出回路。
【請求項２】
ＭＣＵ及びコネクタにそれぞれ接続されて、前記ＭＣＵ及びコネクタに直接に給電するとともにＭＣＵと接続された電子デバイスに間接に給電する電源回路を更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載の精油計量装置の検出回路。
【請求項３】
前記電源回路は、直列に接続されたレギュレータＵ２とコンデンサＣ２を含み、前記レギュレータＵ２は、ＭＣＵのＶＣＣピンに接続され、前記Ｃ２の他端は、コネクタのＶ＋ピンに接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載の精油計量装置の検出回路。
【請求項４】
前記ＭＣＵのシリアルデータピンは、１つのシリアルデータ出力ピンＤＯ１及び１つのシリアルデータ出力ピンＤＩ１を含み、前記ＭＣＵのＤＯ１及びＤＩ１ピンは、それぞれコネクタのＤＯ１及びＤＩ１ピンに対応接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の精油計量装置の検出回路。
【請求項５】
前記ＭＣＵのシリアルデータピンは、２つのシリアルデータ出力ピンＤＯ１、ＤＯ２及び１つのシリアルデータ出力ピンＤＩ１を含み、前記ＭＣＵのＤＯ１、ＤＯ２及びＤＩ１ピンは、それぞれコネクタのＤＯ１、ＤＯ２及びＤＩ１ピンに対応接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の精油計量装置の検出回路。
【請求項６】
前記ＡＤＣピンは２つあり、２つのピンがそれぞれＡＤＣ１及びＡＤＣ２であり、前記ＡＤＣ１ピンは、オペアンプＵ３を介して受光管ＬＤ１に接続され、前記ＡＤＣ２ピンは、オペアンプＵ４を介して受光管ＬＤ２に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の精油計量装置の検出回路。
【請求項７】
前記ＬＥＤピンと２つの直列された発光管との間には、１つの電流制限抵抗Ｒ１が接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の精油計量装置の検出回路。
【請求項８】
前記ＭＣＵのチップ型番は、ＨＴ４８Ｒ００５である
ことを特徴とする請求項１に記載の精油計量装置の検出回路。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電子回路分野に関し、具体的に、精油計量装置の検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
精油アロマテラピー、特に複方アロマテラピーにおいて、従来の精油注ぎ方としては、精油瓶の栓に小穴が設けられており、精油を注ぐ際、手動で精油瓶を傾け、精油を小穴から滴状で滴出させて、手動で精油の滴数をカウントし、所望の滴数に達すると、手動で精油瓶を直立状態に戻し、精油の滴出を停止させることによって、精油用量の定量制御を行っている。
【０００３】
このような完全に人の手動操作及び目視の組み合わせによる従来の定量制御方式は、現在の日増しにスマート化していく製品性能の要求や製品の世代交代に適さない。それだけでなく、精度の面でも、それほど精密な動作ができず、大量の人的な或いは物的なリソースを必要としてしまう。
【０００４】
社会の発展と科学技術の進歩に伴い、人々は、精油の定量制御に対しては、自動制御、自動計量、低製造コスト、製品の知能化発展を求めている。しかしながら、低コストという要求の圧力の下で、精油の用量及配合割合を正確に制御することは、解決が困難な問題になっており、現在の民間用の中低級アロマテラピーマシンの中には、低コストで高精度の計量装置が１つもない。
【０００５】
以上を踏まえ、従来の精油計量方式及び装置は、低コスト、小体積及び高精度という特徴を持たせるために、さらなる改良が必要とされる。中でも、精油計量装置の検出回路が計量装置全体の肝心な部分になるため、従来の精油計量装置の検出回路に対する改良が、最も重要な課題となっている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は、上述した技術課題を解決するために、低コスト、小体積及び高精度の精油計量装置の検出回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を実現するために、本考案によって採用された技術手段は、以下の通りである。
【０００８】
精油計量装置の検出回路であって、シリアルデータピンを介して次段装置のコネクタと接続されるＭＣＵを含み、前記ＭＣＵのＬＥＤピンは、２つの直列された発光管に接続されており、前記ＭＣＵは、複数のＡＤＣピンを有し、いずれか１つのＡＤＣピンが１つのオペアンプを介して１つの受光管に接続されて前記受光管に対して信号収集を行う。
【０００９】
好ましくは、ＭＣＵ及びコネクタにそれぞれ接続されて、前記ＭＣＵ及びコネクタに直接に給電するとともにＭＣＵと接続された電子デバイスに間接に給電する電源回路を更に含む。
【００１０】
好ましくは、前記電源回路は、直列に接続されたレギュレータＵ２とコンデンサＣ２を含み、前記レギュレータＵ２は、ＭＣＵのＶＣＣピンに接続され、前記Ｃ２の他端は、コネクタのＶ＋ピンに接続されている。
【００１１】
好ましくは、前記ＭＣＵのシリアルデータピンは、１つのシリアルデータ出力ピンＤＯ１及び１つのシリアルデータ出力ピンＤＩ１を含み、前記ＭＣＵのＤＯ１及びＤＩ１ピンは、それぞれコネクタのＤＯ１及びＤＩ１ピンに対応接続されている。
【００１２】
好ましくは、前記ＭＣＵのシリアルデータピンは、２つのシリアルデータ出力ピンＤＯ１、ＤＯ２及び１つのシリアルデータ出力ピンＤＩ１を含み、前記ＭＣＵのＤＯ１、ＤＯ２及びＤＩ１ピンは、それぞれコネクタのＤＯ１、ＤＯ２及びＤＩ１ピンに対応接続されている。
【００１３】
好ましくは、前記ＡＤＣピンは２つあり、２つのピンがそれぞれＡＤＣ１及びＡＤＣ２であり、前記ＡＤＣ１ピンは、オペアンプＵ３を介して受光管ＬＤ１に接続され、前記ＡＤＣ２ピンは、オペアンプＵ４を介して受光管ＬＤ２に接続されている。
【００１４】
好ましくは、前記ＬＥＤピンと２つの直列された発光管との間には、１つの電流制限抵抗Ｒ１が接続されている。
【００１５】
好ましくは、前記ＭＣＵのチップ型番は、ＨＴ４８Ｒ００５である。
【考案の効果】
【００１６】
本考案による有益な技術効果は、以下の通りである。即ち、本考案は、ＭＣＵによる発光管−受光管ペアの信号分析及びＭＣＵによる次段装置のコネクタの制御だけで、精油用量計量の自動化制御を実現することができ、回路全体の設計コストが低く、体積が小さく、検出精度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本考案に係る精油計量装置の構造模式図である。
【図２】図２は、本考案に係る精油計量装置の検出回路の回路原理図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
本考案の目的、技術手段および利点をより明確にするために、以下、実施例を参照して本考案をさらに詳しく説明するが、本考案の保護範囲は、以下の具体的な実施例に限定されない。
【００１９】
図１は、精油計量装置の構造模式図である。装置全体は、少なくとも、２対の発光管１、受光管２と、送油管３と、検出回路板４とを含む、
【００２０】
発光管１及び受光管２は、送油管３の両側に分布しており、発光管１により発された光線は、送油管壁→管内の精油又は空気→送油管の他側の壁を経て、最終的に受光管２に当たる。発光管により発された光の強度が一定であるという前提の下では、送油管３内に精油が流れていない場合、接收管２に到着する光線の強度も一定となり、送油管３内に精油が流れている場合、精油によって一部の光線が遮蔽及び散乱され、接收管２に到着する光線の強度が降下する。
【００２１】
少なくとも２対の発光管１、受光管２が検出回路板４上に溶接されており、送油管３は、拘束機構（不図示）によって発光管１と受光管２との間に位置決めされて、発された光線が送油管３内を通過する精油通路を確保する。検出回路板４は、発光管１に安定した電流を供給して一定の明るさとなる光線を発させる。その一方で、受光管２が、発光管１からの光線を受光すると、その電気特性が受光された光線の強度によって変化して、電気信号が検出回路板４に入力される。検出回路板４上の回路により、受光管２の電気特性変化度合いに対して増幅、フィルタリングを行うと、送油管３の精油と負の相関関係にある電気信号が形成され、検出回路板４上の回路に予め設定された基準電気信号と対比した後、開閉量信号が出力される。
【００２２】
上述したように、各一対の発光管−受光管が検出回路板４上の回路で解析された後、次段の精油用量が制御される装置用の一個の開閉量信号が出力される。
【００２３】
次段装置は、本願に係る装置を採用して精油用量を制御及び計量する際、次の手順で精油の正確な計量及び制御を実現することができる。
【００２４】
第一ステップでは、精油を送り出すポンプを、サックバックするように制御し、送油管３内の精油を所定の期間サックバックして送油管３内の精油を精油瓶内に送り返し、本願に係る装置の個々の出力信号を「精油切れ」の信号状態に戻す。本願に係る装置の適応機能として、本願に係る装置では、自動的に「精油切れ」状態での受光管２の電気特性を参考として、対比される基準電気信号レベルを調整する。その目的は、外光の干渉、送油管の劣化、送油管内に残留されている精油の油膜、発光管１の劣化、受光管２の劣化、精油の品種の違いなどの要因による検出結果のドリフトを防止し、リアルタイムで基準電気信号を動的に調整することであり、これにより、本願に係る装置の検出正確度、順応能力を向上させることができる。
【００２５】
第二ステップでは、精油を送り出すポンプを、正方向に精油を送り出すように制御し、精油が１対目の発光管−受光管ペアを通過すると、一個目の出力が検出された開閉量信号を遷移させ、遷移時点ｔ１を記憶する。
【００２６】
第三ステップでは、精油を送り出すポンプを、正方向に精油を送り出すように引き続き制御し、精油が２対目の発光管−受光管ペアを通過すると、二個目の出力が検出された開閉量信号を遷移させ、遷移時点ｔ２を記憶する。
【００２７】
第四ステップでは、ｔ２−ｔ１で、精油が２対の発光管−受光管ペアを通過した時間差を算出し、精油の送油管３内での流速を得て、それに送油管３の内腔断面積を乗算すれば、単位時間あたりに送油管３を流れた精油の容積を容量速度として得ることできる。今回に送り出す必要がある目標精油容積からこの容量速度を除算すれば、送油ポンプが引き続き正方向に精油を送り出す必要がある時間ｔを得ることができる。
【００２８】
第五ステップでは、精油を送り出すポンプを、正方向に精油を送り出すように引き続き制御し、時間ｔまで継続すると、停止させる。ここまでで、今回の定量送油が完了する。
【００２９】
第六ステップでは、精油を送り出すポンプを、サックバックするように制御し、二個の開閉量出力が共に「精油切れ」の信号状態に戻るまで、送油管３内の精油を所定の期間サックバックする。このステップの目的は、第一に、サックバックで送油管３内の精油を精油瓶内に送り返することで、送油管３内の精油が管路の末端から空気に沿って散逸することに起因して、ロマテラピー精度が影響されてしまうのを防止することである。第二に、精油をできるだけ送油管３から離脱させることで、精油との長時間接触による送油管３の腐食や劣化を防止することである。
【００３０】
原理上では、２対の発光管−受光管ペアさえあれば、精油用量の計量及び制御機能を達成することができる。いくつかの発光管−受光管ペア及びその出力開閉量信号を追加すれば、次段装置は、送油ポンプの回転速度の変動や送油ポンプの磨耗による誤差等を埋め合わせ、送油管３内の精油送出速度をより正確に分析して、検出及び制御精度を保つことができる。
【００３１】
上記検出回路板４には、精油を検出及び制御するための検出回路が設けられている。
【００３２】
具体的に、図２に示すように、精油計量装置の検出回路は、シリアルデータピンを介して次段装置のコネクタと接続されるＭＣＵを含む。ＭＣＵは、シリアルデータピンを介して次段装置のコネクタと信号の送受信を行うものである。前記ＭＣＵのＬＥＤピンは、２つの直列された発光管Ｌ１、Ｌ２に接続されている。前記ＭＣＵは、複数のＡＤＣピンを有し、いずれか１つのＡＤＣピンが１つのオペアンプを介して１つの受光管に接続されて前記受光管に対して信号収集を行う。上記から分かるように、発光管１及び受光管２は、送油管３の両側に分布している。発光管により発された光の強度が一定であるという前提の下では、送油管３内に精油が流れていない場合、接收管２に到着する光線の強度も一定となり、送油管３内に精油が流れている場合、精油によって一部の光線が遮蔽及び散乱され、接收管２に到着する光線の強度が降下する。これは、ＭＣＵが本回路理論を通じる基礎である。
【００３３】
また、本検出回路は、ＭＣＵ及びコネクタにそれぞれ接続されて、前記ＭＣＵ及びコネクタに直接に給電するとともにＭＣＵと接続された電子デバイスに間接に給電する電源回路を更に含む。前記電源回路は、直列に接続されたレギュレータＵ２とコンデンサＣ２を含む。前記レギュレータＵ２は、ＭＣＵのＶＣＣピンに接続され、前記Ｃ２の他端は、コネクタのＶ＋ピンに接続されている。
【００３４】
具体的に、本実施例において、前記ＭＣＵのシリアルデータピンは、２つのシリアルデータ出力ピンＤＯ１、ＤＯ２及び１つのシリアルデータ出力ピンＤＩ１を含む。前記ＭＣＵのＤＯ１、ＤＯ２及びＤＩ１ピンは、それぞれコネクタのＤＯ１、ＤＯ２及びＤＩ１ピンに対応接続されている。勿論、ＤＯ１、ＤＯ２の２本の信号線を合わせて１本のＤＯを用いて、レギュレータＵ２は、１対目の発光管−受光管ペアの領域に精油が通過していると検出すると、ＤＯ信号線に１つ目の短パルスを出力し、２対目の発光管−受光管ペアの領域に精油が通過していると検出すると、ＤＯ信号線に２つ目の短パルスを出力する。次段装置は、ＤＯ信号線上の前後２つのパルスの時点をそれぞれ計時するようにしてもよく、こうした場合も、計量という目的を達成することができる。１本の信号線を省くことで、Ｕ２は、一段小さくなるマイクロコントローラ芯片を使用可能になり、さらなるコスト削減に有利である。
【００３５】
前記ＡＤＣピンは、２つ設けられている。２つのピンがそれぞれＡＤＣ１及びＡＤＣ２である。前記ＡＤＣ１ピンは、オペアンプＵ３を介して受光管ＬＤ１に接続されている。前記ＡＤＣ２ピンは、オペアンプＵ４を介して受光管ＬＤ２に接続されている。前記ＬＥＤピンと２つの直列された発光管との間に１つの抵抗Ｒ１が接続されている。Ｒ１は、Ｌ１、Ｌ２の両発光管の電流制限抵抗である。電源が安定しているという条件の下では、当該抵抗による電流制限後、Ｌ１、Ｌ２を流れる電流は、大よそ一定となり、それらの発光強度も大よそ一定となる。
【００３６】
本考案が動作する際、次段装置は、先ず、送油ポンプを、所定の期間サックバックするように駆動し（この期間は、設計中に調整を経て定められた固定値であり、その設定原則としては、送油管３内の精油を全て精油瓶内にサックバックするのに必要な時間よりも、この期間がやや長くなることを保証する）、そして、ＤＩ１信号線を介して本装置に１つの遷移信号を送り出す。
【００３７】
本願に係る装置において、ＤＩ１信号線上の遷移信号を受け取ると、Ｕ２は、ＬＥＤＯ線を高レベルにし、Ｌ１、Ｌ２の２つの発光管を、発光するように駆動するとともに、ＡＤＣ１、ＡＤＣ２の両入力端のレベル幅を検出して、「精油切れ」の比較基準とする。比較基準を定めるこの期間は、次段装置によって与えられる。その後、次段装置は、送油ポンプを、正方向に送り出し始めるように駆動する。本願に係る装置のレギュレータＵ２は、ＡＤＣ１、ＡＤＣ２の両入力端のレベル幅を継続的に検出し、約束幅を超える変化を見出すと、精油が対応する発光管−受光管ペアの領域を通過しているとして、直ちに、対応する出力ポートＤＯ１又はＤＯ２に遷移信号を出力して、次段装置に計時するように通知する。
【００３８】
今回の精油送出が完了した後、次段装置は、ＤＩ１信号線上の信号を復元する。本願に係る装置は、ＬＥＤＯ線を低レベルにリセットし、Ｌ１、Ｌ２の２つの発光管を消灯させて、それらの劣化を遅らせ、比較的一定の特性を保たせる。これは、検出精度の向上、本願に係る装置の使用寿命の延長に有利である。
【００３９】
次段装置は、ＤＩ１信号線から遷移信号を送信してから、通常の作業サイクルの数倍に及ぶ時間を経過しても、ＤＯ１又はＤＯ２上で所期のレベル遷移を検出していない場合、精油瓶内の精油が使い切られているとし、必要に応じてプロンプト信号を発してもよい。
【００４０】
更に知能化されたやり方としては、ＤＯ１、ＤＯ２信号線は、それぞれ送油ポンプによるサックバック及び正方向送出を駆動するためのものであり、本願に係る装置内のＵ２によって、２対の発光管−受光管ペア領域に精油が通過した時間差の計時、容積流量の計算を行う。ＤＩ１信号線上の遷移が受信されるたびに、本願に係る装置では、ＤＯ１、ＤＯ２信号線の遷移を制御することで送油ポンプの制御を達成する。Ｕ２によって、１単位容積（例えば、１滴又は１ｍＬ等）の精油送出が完了したと計算されると、正方向送出を停止し、次の送油に備えて、短時間のサックバックを行う。即ち、上記実施例における次段装置により行われた計量計算及び制御作業を本願に係る装置に集約し、次段装置は、ＤＩ１信号線で１つのパルスを送信するたびに、本願に係る装置は、１単位の精油送出を行う。次段装置は、ＤＩ１信号線からパルスを送信した後に、ＤＯ１、ＤＯ２の信号状態を検出し、正方向送出の完了状態を検出すると、今回の精油送出が完了しているとすればよい。そして、サックバック時間に対応する時間遅延してから、再びＤＩ１信号線でパルスを送信して、次の１単位の精油送出を要求することが可能となる（必要であれば）。
【００４１】
本考案は、ハードウェア回路及びコストを殆ど増やさずに、次段装置の作業量を軽減することができ、次段装置の開発サイクルの短縮に有利であり、次段装置がコスト削減のため一段小さくなるＭＣＵを使用可能になる。
【００４２】
上述した明細書の開示及び教示に基づいて、当業者は、上記実施形態を変更及び変形することも可能である。従って、本考案は、上記開示及び記載の具体的な実施形態に制限されず、考案の変更及び変形の一部も本考案の請求の範囲内に含まれるべきである。なお、本明細書ではいくつかの特定の用語が使用されているが、これらの用語は説明の便宜上のものであり、考案を制限するものではない。
【図１】
0003221189.tif 000003
【図２】
0003221189.tif 000004