(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非危険ゾーンから、危険ゾーンにあるコンテナへの充填又は当該コンテナからの分配の少なくとも１つを制御するための制御システムであって、
マイクロプロセッサベースの制御ユニットと接続された、ユーザインターフェースであって、当該ユーザインターフェースと前記制御ユニットは、前記非危険ゾーンに配置され、前記ユーザインターフェースは、前記危険ゾーンに配置されたコネクタであって、前記コンテナに接続されたコネクタを介して、前記危険ゾーンの前記コンテナへの充填又は前記コンテナからの分配の少なくとも一つの制御を許容する、そのようなユーザインターフェースと、
前記非危険ゾーンに配置された本質的に安全なバリアであって、コネクタと、前記ユーザインターフェースとの間に接続され、前記コネクタへの電気エネルギーを制限するようにされた本質的に安全なバリアと、
を備える制御システム。
【請求項２】
前記コネクタが前記コンテナに適合している場合、前記ユーザインターフェースは、前記コンテナ内に液体が充填又は分配のために準備されていることを表示器に表示する、請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記コネクタが前記コンテナに適合していない場合、前記ユーザインターフェースは、前記コンテナ内に液体が充填又は分配されていないことを表示器に表示する、請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記コンテナにおいて液体が充填又は分配のために準備されていることを示すことが第１の色で表示され、前記コンテナにおいて液体が充填又は分配されていないことが、第２の色で表示される、請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】
前記コンテナが、電気的にデジタル情報を記憶する電気的にプログラム可能な記憶要素を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項６】
前記コネクタが、前記記憶要素への情報の記憶及び前記記憶要素からの情報の読み取りの少なくとも１つを行うようにされている通信デバイスを備える、請求項５に記載の制御システム。
【請求項７】
前記制御ユニットが、前記記憶要素と前記通信デバイスとの間の通信に基づいて、液体の充填又は分配を制御する、請求項６に記載の制御システム。
【請求項８】
前記制御ユニットが、ユーザからユーザインターフェースによって受け取った入力に基づき、液体の充填又は分配を制御する請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項９】
前記本質的に安全なバリアが、一揃いのダイオードを含み、前記一揃いのダイオードが、順方向バイアスで直列に接続された第１の複数のダイオードと、逆方向バイアスで直列に接続された第２の複数のダイオードとを含み、前記第１の複数のダイオードと前記第２の複数のダイオードは、制御ユニットと接地との間に並列に接続されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項１０】
前記本質的に安全なバリアが、多数の冗長構成に配置された複数の一揃いのダイオードを含む、請求項９に記載の制御システム。
【請求項１１】
前記記憶要素が無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを備え、前記通信デバイスがＲＦアンテナを含む、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項１２】
前記ＲＦＩＤタグがパッシブ無線周波数（ＲＦ）トランスポンダ及び電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）を含み、該ＥＥＰＲＯＭが前記コンテナ内の液体についての情報を記憶する、請求項１１に記載の制御システム。
【請求項１３】
前記制御ユニットがＲＦカードを有するコンピュータを有し、該ＲＦカードは前記ＲＦアンテナと電気的に通信する、請求項１１又は１２に記載の制御システム。
【請求項１４】
非危険ゾーンから、危険ゾーンにあるコンテナへの充填又はコンテナからの分配の少なくとも１つを制御するための制御方法であって、
中に液体を有するコンテナにコネクタを接続する工程であって、前記コネクタ及び前記コンテナは前記危険ゾーンに位置している、そのような接続工程と、
前記コネクタを介して前記コンテナへの液体の充填又は前記コンテナからの液体の分配の少なくとも１つを制御するために、前記非危険ゾーンにおいてユーザインターフェースを介して、マイクロプロセッサベースの制御ユニットを操作する工程と、を備え、
前記制御ユニット及び前記コネクタは、前記非危険ゾーンに配置された本質的に安全なバリアを介して接続されており、前記危険ゾーンへの電気エネルギーの通過を制限するようにされている、制御方法。
【請求項１５】
前記液体の分配はポンプによって行われる、請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記コネクタが前記コンテナに適合している場合、前記制御ユニットは、ユーザインターフェースを介して、ユーザに充填又は分配の開始を許可し、前記コネクタが前記コンテナに適合していない場合、前記制御ユニットは充填又は分配の開始を許可しない、請求項１４又は１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記コンテナが、電気的にデジタル情報を記憶する電気的にプログラム可能な記憶要素を備え、前記コネクタが、前記記憶要素への情報の記憶及び前記記憶要素からの情報の読み取りの少なくとも１つを行うようにされている通信デバイスを備える、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項１８】
前記記憶要素が無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを備え、前記通信デバイスがＲＦアンテナを含む、請求項１７に記載の制御方法。
【請求項１９】
前記本質的に安全なバリアが、一揃いのダイオードを含み、前記一揃いのダイオードが、順方向バイアスで直列に接続された第１の複数のダイオードと、逆方向バイアスで直列に接続された第２の複数のダイオードとを含み、前記第１の複数のダイオード及び前記第２の複数のダイオードは前記制御ユニットと接地との間に並列に接続されている、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項２０】
前記本質的に安全なバリアが、多数の冗長構成に配置された複数の一揃いのダイオードを含む、請求項１９に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の貯蔵および分配のための、貯蔵および分配システムに関する。より詳細には、本発明は、危険な液体を分配する環境における使用のための、本質的に安全なバリアを含む、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の製造過程は、酸、溶剤、塩基、フォトレジスト、ドーパント、無機溶液、有機溶液、および生物的溶液、薬剤、ならびに放射性化学物質などの、液体化学物質の使用を要求する。貯蔵および分配システムによって、代替的な容器は、特定の時間における製造プロセスに対して、液体化学物質を運搬するために使用される。
【０００３】
これらの容器は、それぞれの容器のキャップに取り付けられた電子格納デバイスを含み、それらのキャップは、容器の中に貯蔵された化学物質についての情報を含む。例えば、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグは容器に取り付けられ得、そのＲＦＩＤタグは、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、およびパッシブ（ｐａｓｓｉｖｅ）無線周波数（ＲＦ）トランスポンダなどの、電子情報格納のための場所を含む。ＲＦＩＤタグ上の情報は、通常は、ＲＦアンテナと通信し、例えば、適切な化学物質が、適切な時間において使用されることを保証し、ＥＥＰＲＯＭ上の他の情報にアクセスする。ＲＦアンテナは、通常、コンピュータに接続されたＲＦカードを介して、コンピュータと電気的に通信する。この情報格納システムのさらなる記載に対しては、Ｏ  Ｄｏｕｇｈｅｒｔｙらの、特許文献１を参照されたい。それはここにおいて援用される。
【０００４】
時々、製造および製品環境において使用される化学物質は、不安定であり、制御された危険領域において貯蔵されなければならない。所定の電子機器および装置（ＲＦＩＤタグおよびＲＦアンテナなど）の使用を許可するために（それは、潜在的には危険物質の発火（ｉｇｎｉｔｉｏｎ）を生じ得る）、この発火の可能性に対して、安全および保護のための考慮がなされなければならない。
【０００５】
危険物質の発火によって生じる爆発を防ぐ一つの方法は、本質的に安全な電子機器を作成することである。電子的プロセスにおける本質的な安全の概念は、技術的に知られている。本質的な安全は、電子回路（熱い構成要素および火花の源）における発火の潜在的な源における電気的エネルギーを、たとえ異常な（故障の）状況であっても、起爆性の雰囲気を発火する電気的エネルギーの可能性が存在しないレベルにまで制限することを含む。
【０００６】
不安定な液体を含む、液体貯蔵および分配システムにおいて、貯蔵容器は危険な領域において保持しなければならない。従来のシステムは、危険領域における貯蔵容器と電気的通信を可能にしない。本質的に安全な電気通信システムを有する液体の貯蔵および分配システムは、従来のシステムを越えた改良である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１８９６６７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は危険ゾーンおよび非危険ゾーンを含む製造システムである。システムは、危険ゾーンに配置され、情報を電気的に格納するための格納デバイスを含む。システムは、さらに、危険ゾーンに配置され、格納デバイスへ情報を格納し、格納デバイスから情報を読み出すための通信デバイスを含む。非危険ゾーンにおいて、制御器は通信デバイスと電気的に通信する。制御器は通信デバイスによって格納デバイスから読み出された情報に基づいてシステムを制御する。通信デバイスへパスする電気エネルギーを制限するために、非危険ゾーンに配置された該本質的に安全な（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｓａｆｅｔｙ）バリアは通信デバイスと制御器デバイスとの間にて接続される。
【０００９】
例えば、製造システムは、容器を危険な液体で満たすためのシステムであり得る。電気的格納デバイスは、容器に貯蔵された液体に関連する情報を電気的に格納するための容器に結合される。システムはまた、電気的格納デバイスへ情報を格納するための書き込みデバイスを有する。システムは、書き込みデバイスに結合される制御ユニットを含み、液体貯蔵器から液体の分配を制御し、電気的格納デバイスへ情報を書き込むことを制御する。
【００１０】
最後に、本質的に安全なバリアは、書き込みデバイスと電気的格納デバイスとの間にて接続され、危険ゾーンに入る電気的エネルギーを制限する。
別の例として、製造システムは、危険な液体を扱うためのシステムであり得る。危険な液体を扱うためのシステムは、液体を保持することが可能な容器を含む。電気的格納デバイスは、容器に結合され、その容器に貯蔵された液体に関する情報を電気的に格納する。
【００１１】
システムはまた、アンテナを有し、電気的格納デバイスへの情報を格納し、電気的格納デバイスからの情報を読み出す。システムは、アンテナに結合されるマイクロプロセッサベースの制御器を含み、アンテナによって、電気的格納デバイスから読み出された情報に基づいて、液体の処理を制御する。最後に、本質的に安全なバリアは、アンテナと制御器との間にて接続され、危険ゾーンに入る電気的エネルギーを制限する。
【００１２】
好ましい実施形態において、本質的に安全なバリアは、制御手段と接地との間にて、並列に接続される、複数の順方向伝導（ｆｏｒｗａｒｄ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）ダイオードを含み、通常、多数の冗長構成において配置される。本質的に安全なバリアは、好ましくは、複数の順方向伝導ダイオードと直列に接続されたヒューズをさらに含み、その結果、複数の順方向伝導ダイオードに負荷をかけ過ぎることを防ぎ、危険ゾーンへパスされる電力量を制限する。複数のブロッキングコンデンサは、制御器からの信号のＤＣ構成要素をブロックするために、制御器およびアンテナと直列に接続され得る。さらに、少なくとも一つの抵抗は、アンテナにおいて、過渡的な電圧サージを抑制するために、制御器およびアンテナと直列に接続され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従った、容器を不安定な、または過敏な液体で満たすための充填システムを示す。
【図２】本発明に従った、不安定な、または過敏な液体を、貯蔵、分配、および処理するためのシステムを示す。
【図３】本発明に従った、本質的に安全なバリアの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、不安定な（ｖｏｌａｔｉｌｅ）液体または過敏な（ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ）液体を含む容器を充填する充填システム１０を示す。充填システム１０は、爆発保護壁１３によって隔てられる、非危険ゾーン１１および危険ゾーン１２を含む。非危険ゾーン１１において、充填システム１０は、マイクロプロセッサベースの制御ユニット１４、書き込みデバイス１５、および本質的に安全なバリア１６を含む。危険ゾーン１２において、充填システム１０は、液体貯蔵器１７、容器１８、およびキャップ２０を含む。制御ユニット１４は、書き込みデバイス１５および液体貯蔵器１７と電気的に接続される。制御ユニット１４は、好ましくは、マイクロプロセッサベースのコンピュータシステムであり、書き込みデバイス１５は、好ましくは、そのマイクロプロセッサベースのコンピュータシステムに接続される無線周波数（ＲＦ）カードである。液体貯蔵器１７は、容器１８と流体連絡にある。キャップ２０は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ２２を含む。ＲＦＩＤタグ２２は、電気的に消去可能な、プログラム可能な、読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、およびパッシブＲＦトランスポンダを含む。書き込みデバイス１５は、ＲＦアンテナ２４を介する、キャップ２０のＲＦＩＤタグ２２への書き込みが可能である。（詳細に後述される）本質的に安全なバリア１６は、書き込みデバイス１５とＲＦアンテナ２４との間において接続される。
【００１５】
充填システム１０のオペレーションにおいて、制御ユニット１４は、液体貯蔵器１７から容器１８への液体の分配を調節する。典型的に、充填システム１０は、制御ユニット１４に接続される複数の液体貯蔵器１７を含む。つまり、制御ユニット１４は、典型的に、複数の容器１８への複数の液体の分配を調節する。液体貯蔵器１７から分配された液体は、通常、製造過程においての使用のために分配され、酸；溶剤；塩基；フォトレジスト；ドーパント；無機、有機、および生物学的溶液；薬品；放射性化学薬品を含み得る。図を容易にするために、単一の液体貯蔵器１７および単一の容器１８が示される。
【００１６】
充填システム１０のオペレーションを開始するために、制御ユニット１４は、液体貯蔵器１７へ信号を送信し、容器１８への液体の分配を開始するように、液体貯蔵器１７に指示をする。容器１８が適切なレベルまで充填されるまで、液体貯蔵器１７は、容器１８への液体の分配を続ける。容器１８が充填された後、液体貯蔵器１７（または、液体貯蔵器１７および容器１８に電気的に結合したセンサ）は、制御ユニット１４へ信号を送信し、容器１８が充満したことを指す。次に、制御ユニット１４は、容器１８への液体の分配を停止するために、液体貯蔵器１７へ信号を送信する。好ましくは、制御ユニット１４と液体貯蔵器１７（または、液体貯蔵器１７および容器１８に電気的に結合したセンサ）との間の接続は、本質的に安全であるように設計される。
【００１７】
容器１８が充満した後、制御ユニット１４は、書き込みデバイス１５へ信号を送信する。この信号は、液体貯蔵器１７に含まれる液体の情報を含む。書き込みデバイス１５は次に、制御ユニット１４から受信された情報を用いて、ＲＦＩＤタグ２２に含まれるＥＥＰＲＯＭをプログラムする。書き込みデバイス１５は、ＲＦ送信を用いてＲＦアンテナを介し、キャップ２０のＲＦＩＤタグ２２と通信する。特に、ＲＦアンテナ２４およびＲＦＩＤタグ２２は、お互いが近接する場合、電磁気的に結合し、プログラミングおよびデータ格納のために、ＲＦＩＤタグ２２に電力を生成する。ＲＦＩＤタグ２２にプログラムされた情報は、例えば、液体貯蔵器１７から容器１８へ分配された液体のタイプ、液体貯蔵器１７に含まれる液体の製造者、液体貯蔵器１７からの液体を容器１８に充填した日付、容器１８に含まれる液体の消費期限、および類似する有用な情報を含む。一度、容器１８が充填され、ＲＦＩＤタグ２２が書き込みデバイス１５によってプログラムされると、キャップ２０は、容器１８の容器開口部２３にしっかり固定される。ＲＦＩＤタグ２２が、キャップ２０の容器開口部２３への固定の後、書き込みデバイス１５によって、代替的にプログラムされ得ることは、留意されるべきである。
【００１８】
好ましい実施形態において、キャップ２０は、容器１８の容器開口部２３に、ねじ山／ねじ筋的に接続する。キャップ２０はまた、例えば、容器開口部２３にキャップ２０をスナッピングすることによって、または、容器開口部２３にキャップ２０を真空密封することによって、容器開口部２３に固定され得る。容器開口部２３へのキャップ２０の固定の方法は、容器１８に含まれる液体の性質次第である。キャップ２０が容器１８へ固定された後、容器１８は、処理システムへ運ばれる。
【００１９】
上記されるように、充填システム１０において、液体貯蔵器１７から容器１８に分配された液体は、不安定な液体、または過敏な液体である。液体が液体貯蔵器１７から分配される際、不安定な、または過敏な液体の蒸気の環境が発生し得る。蒸気の環境は、起爆性の雰囲気、または発火可能な雰囲気の発生を可能にさせる。これは、爆発保護壁１３の背後の制御された危険ゾーンにおいて、（典型的には、他の複数の液体貯蔵器および容器と共に）液体貯蔵器１７および容器１８を格納することを必要とする。さらに、危険ゾーン１２におけるＲＦＩＤタグ２２の使用を可能にするために、発火の可能性に対する安全および保護への考慮が為されなければならず、それは、この電気的な装置が、危険な物質の発火を潜在的に引き起こし得るからである。特定的には、異常な（故障）状況の下であっても、危険ゾーン１２における起爆性雰囲気を発火する電気的エネルギーの可能性を無くすために、（制御ユニット１４および書き込みデバイス１５のような）電気回路にある発火に対して可能性のあるソースにおいて、電気的エネルギーを低く制限することに考慮を払わなければならない。
【００２０】
非危険ゾーン１１にある制御ユニット１４および書き込みデバイス１５から、危険ゾーン１２にあるＲＦアンテナ２４およびＲＦＩＤタグ２２への電気的なエネルギーの流れを制限するために、本質的に安全なバリア１６が、書き込みデバイス１５とＲＦＩＤタグ２２との間において接続される。本質的に安全なバリア１６は、典型的に、ＤＩＮ（ドイツ規格協会）レールのような固定レールに取り付け可能なパッケージに固定される。それによって、書き込みデバイス１５に対しての複数の本質的に安全なバリアの取り付けが容易になり、本質的に安全なバリア１６の電気的接触点へのアクセスが単純になる。本質的に安全なバリア１６は、伝送ラインを用いて書き込みデバイス１５およびＲＦアンテナ２４に接続される。ＲＦアンテナ２４に接続される伝送ラインは、本質的に安全であるように電気的に保護されてあり、穴を介して爆発保護壁１３を通る。ここにおいて、穴は、爆発保護壁１３によって提供される保護を維持するのに十分な密閉を伝送ラインの周辺に為された穴である。本質的に安全なバリア１６の構造は、図３に関連し、詳細に後述される。
【００２１】
図２は、不安定な液体または過敏な液体の貯蔵、分配、および処理のための、本発明に従うシステム２５を示す。システム２５は、非危険ゾーン２６および危険ゾーン２８を含む。非危険ゾーン２６および危険ゾーン２８は、爆発保護壁２９によって隔てられる。
【００２２】
システム２５は、危険ゾーン２８に位置する、不安定な液体または過敏な液体の貯蔵のための容器１８を含む。容器１８に貯蔵された液体は、典型的に、製造過程においての使用のために分配される。容器１８は、典型的に、図１に示されるような充填システム１０のような充填設備において液体で充填される。キャップ２０は、充填時において、容器１８の上に固定され、移動を通し、危険ゾーン２８においての液体の分配中においても、容器１８の上に残る。キャップ２０は、容器１８の液体についての情報がプログラムされたＲＦＩＤタグ２２を有し、それはキャップ２０に付いている。
【００２３】
容器１８が危険ゾーン２８にある場合、コネクタ３０は、キャップ２０および容器１８に結合される。コネクタ３０は、ＲＦアンテナ３２、ポートアダプタ３４、アダプタチ
ューブ３６、およびプローブ３８を含む。アダプタチューブ３６は、ポートアダプタ３４、および（図示されていない）ポンプに接続される。コネクタ３０は、キャップ２０と内部接続されるように構成される。コネクタ３０をキャップ２０と内部接続するために、プローブ３８が、キャップ２０を通して容器１８に挿入される。コネクタ３０への継続的な圧力は、コネクタ３０がキャップ２０の直接に隣接する所へ移動することを可能にする。次に、プローブ３８は、容器１８の内部と連絡する。アダプタチューブ３６およびポートアダプタ３４は、（プローブ３８を介して）容器１８の内部からポンプへの流体経路を提供する。コネクタ３０が、キャップ２０および容器１８へ正確に接続される場合、ポンプは、集積回路の製作等の製造過程において、ポートアダプタ３４およびアダプタチューブ３６を介し、容器１８の液体をポンプを用いて押し出すことが可能である。
【００２４】
容器１８の液体の分配および処理を制御するために、ユーザインターフェース４０が非危険ゾーン２６に提供される。ユーザインターフェース４０は、タッチスクリーン４２、マイクロプロセッサベースの制御ユニット４４、バス制御ユニット４６、通信バス４８、および読み取り／書き込みデバイス５０を含む。タッチスクリーン４２は、制御ユニット４４に接続される。制御ユニット４４は、バス制御ユニット４６へ接続され、それは典型的に、イーサネット（登録商標）ケーブルまたは他のシリアル通信ケーブルを介して為される。制御ユニット４４は、製造過程からの入力をも受信する。バス制御ユニット４６は、通信バス４８を介して読み取り／書き込みデバイス５０へ接続される。タッチスクリーン４２、制御ユニット４４、バス制御４６、および通信バス４８は、マイクロプロセッサベースのコンピュータシステムに好ましくは組み込まれ、読み取り／書き込みデバイス５０は、好ましくは、マイクロプロセッサベースのコンピュータシステムに接続されるＲＦカードである。（詳細に後述される）本質的に安全なバリア１６もまた、非危険領域２６に配置され、読み取り／書き込みデバイス５０とＲＦアンテナ３２との間において接続される。伝送ライン６１は、読み取り／書き込みデバイス５０と本質的に安全なバリア１６との間に接続され、伝送ライン６２は、本質的に安全なバリア１６とＲＦアンテナ３２との間に接続される。伝送ライン６２は、読み取り／書き込みデバイス５０からＲＦ送信を介してＲＦアンテナへ電力を供給する。図２に示されるシステム２５において、コネクタ３０は、無線周波数送信を用いて、ＲＦアンテナ３２を介し、キャップ２０上のＲＦＩＤタグ２２と通信する。特に、ＲＦアンテナ３２およびＲＦＩＤタグ２２は、お互いが近接する場合、電磁気的に結合し、プログラミング、データ格納、およびデータ回収のために、ＲＦＩＤタグ２２に電力を生成する。
【００２５】
図の単純化のために、図２は、読み取り／書き込みデバイス５０を介して通信バス４８に接続される単一のコネクタ３０を示す。典型的なシステムにおいて、複数の読み取り／書き込みデバイス５０が通信バス４８に接続され、各読み取り／書き込みデバイス５０は、異なった液体を含む容器１８に結合される異なったコネクタ３０に接続される。複数の容器１８は、典型的に、複数の入れ物（ｄｒａｗｅｒ）に置かれる。各入れ物は、複数の位置を含み、各位置は１つの容器１８を保持するように構成される。ユーザインターフェース４０のオペレーションにおいて、各容器に対応する入れ物、およびその入れ物内の位置にあるその各容器１８は、タッチスクリーン４２上において図表示される。例えば、２つの入れ物、および各入れ物内に４つの位置を有するシステムにおいて、第１の入れ物の第２の位置にある容器１８は、タッチスクリーン４２において、第１の入れ物の第２の位置において図表示される。コネクタ３０が（上記されるように）容器１８に正確にマッチされる場合、タッチスクリーン４２上の容器１８の図表記は、典型的には緑である第１の色を以って表示される。これは、容器１８に含まれる液体の処理に対する分配準備が整ったことをオペレータに示し、オペレータの始動後、制御ユニット４４が（ＰＵＭＰ  ＣＯＮＴＲＯＬとラベルされた接続を介して）分配を開始するために、信号を送信する。反対に、コネクタ３０が（上記されるように）容器１８に正確にマッチされない場合、タッチスクリーン４２上の容器１８の図表記は、典型的には赤である第２の色を以って表示さ
れ、警告メッセージがタッチスクリーン４２上に現れる。これは、そのミスマッチが修正されるまで、容器１８に含まれる液体が処理に対して分配されないことをオペレータに示す。
【００２６】
容器１８が取り替えられなければならない場合（例えば、容器１８が空の場合）、オペレータは、その位置から容器１８を外す。次に、タッチスクリーン４２は、容器１８の入れ物番号および位置番号と共に容器１８を図表示する。オペレータは、次に、新しい容器に容器１８を交換し、新しい容器とコネクタ３０を結合する。コネクタ３０が新しい容器と正確にマッチする場合、全容器は、タッチスクリーン４２上に第１の色を以って表示される。コネクタ３０が新しい容器と不正確にマッチされる場合、新しい容器がタッチスクリーン４２上に第２の色を以って表示され、警告メッセージがタッチスクリーン４２上に現れる。
【００２７】
タッチスクリーン４２はまた、オペレータがＲＦＩＤタグ２２を用いて様々なオペレーションから選択することを可能にする。各オペレーションは、それぞれのオペレーションに対応する、タッチスクリーン４２上にあるボタンから選択可能である。例えば、オペレータは、容器１８に含まれる液体についての、ＲＦＩＤタグ２２に格納される情報を調べ得、また、容器１８の液体に関する情報（液体が正確な入れ物、および位置に取り付けられた場合、液体の有効保存期間、何の処理にその液体が使用されたのか、その液体が処理においていつ使用されたのか、どれ程の量の液体が処理において使用されたのか、等）をＲＦＩＤタグ２２に記録し得、あるいは、容器１８から液体を分配するために、プローブ３８を動作可能にし得る。オペレータは、所望するオペレーションに対応する、タッチスクリーン４２上のボタンに触れる。タッチスクリーン４２は、オペレータによって為された選択を制御ユニット４４に送信する。次に、制御ユニット４４は、その選択されたオペレーションを行うように、バス制御ユニット４６に命令する。選択されたオペレーションは行われ、結果はタッチスクリーン４２上に表示される。
【００２８】
一実施例として、オペレータは、容器１８の液体に関する、ＲＦＩＤタグ２２に格納された情報を調べることを望み得る。最初に、オペレータは、このオペレーションに対応する、タッチスクリーン４２上のボタンを押す。タッチスクリーン４２は制御ユニット４４へ、この選択を送信する。次に、制御ユニット４４は、容器１８の上のＲＦＩＤタグ２２へアクセスするようにバス制御ユニット４６に命令する。ＲＦＩＤタグ２２にアクセスするために、バス制御ユニット４６は、通信バス４８に沿い、読み取り／書き込みデバイスへ信号を送信し、ＲＦＩＤタグ２２にアクセスする。図２において、通信バス４８は読み取り／書き込みデバイス５０に信号を送信する。そして、読み取り／書き込みデバイス５０は、伝送ライン６２を介してＲＦアンテナ３２にアクセスする。次に、ＲＦアンテナ３２はＲＦＩＤタグ２２に信号を送信する。信号は、ＲＦＩＤタグ２２に含まれるパッシブＲＦトランスポンダによって受信される。信号はＲＦＩＤタグ２２を動作可能にし、要求された情報は、ＲＦＩＤタグ２２に含まれるＥＥＰＲＯＭからアクセスされる。その要求された情報は、次に、トランスポンダによってＥＥＰＲＯＭから読み取られ、トランスポンダは、ＲＦ信号の形を以ってその情報をＲＦアンテナ３２へ戻す。そして、ＲＦアンテナ３２は、伝送ライン６２を介して、情報を含むＲＦ信号を読み取り／書き込みデバイス５０を送信する。情報はデジタル信号へ変換され、通信バス４８に沿ってバス制御ユニット４６へ送信され、同様にバス制御ユニット４６はその情報を制御ユニット４４へ送信する。制御ユニット４４によって一度受信されると、容器１８の液体に関する情報は、タッチスクリーン４２上に表示される。
【００２９】
上記されるように、システム２５における容器１８に貯蔵される液体は、不安定または過敏な液体である。液体が容器１８から分配される際、不安定な、または過敏な液体の蒸気の環境が発生し得る。蒸気の環境は、起爆性の雰囲気、または発火可能な雰囲気の発
生を可能にさせる。これは、爆発保護壁２９の背後の制御された危険ゾーン２８において、（典型的には、他の複数の液体貯蔵器および容器と共に）容器１８を格納することを必要とする。さらに、危険ゾーン２８におけるＲＦＩＤタグ２２およびＲＦアンテナ３２の使用を可能にするために、発火の可能性に対する安全および保護への考慮が為されなければならず、それは、この電気的な装置が、危険な物質の発火を潜在的に引き起こし得るからである。特定的には、異常な（故障）状況の下であっても、危険ゾーン２８における起爆性雰囲気を発火する電気的エネルギーの可能性を無くすために、（ユーザインターフェース４０の構成要素の制御ユニット４４、バス制御４６、および読み取り／書き込みデバイス５０のような）電気回路にある発火に対して可能性のあるソースにおいて、電気的エネルギーを低く制限することに考慮を払わなければならない。
【００３０】
非危険ゾーン２６にあるユーザインターフェース４０から、危険ゾーン２８にあるＲＦアンテナ３２への電気的なエネルギーの流れを制限するために、本質的に安全なバリア１６が、ユーザインターフェース４０とＲＦアンテナ３２との間において接続される。本質的に安全なバリア１６は、好ましくは、ユーザインターフェース４０の外部において、読み取り／書き込みデバイス５０に取り付けられる。本質的に安全なバリア１６は、典型的に、ＤＩＮレールのような固定レールに取り付け可能なパッケージに固定される。それによって、ユーザインターフェース４０に対しての複数の本質的に安全なバリアの取り付けが容易になり、本質的に安全なバリア１６の電気的接触点へのアクセスが単純になる。本質的に安全なバリア１６は、伝送ライン６１を用いて読み取り／書き込みデバイス５０に、伝送ライン６２を用いておよびＲＦアンテナ３２に、接続される。伝送ライン６２は、本質的に安全であるように電気的に保護されてあり、穴を介して爆発保護壁２９を通る。
【００３１】
ここにおいて、穴は、爆発保護壁２９によって提供される保護を維持するのに十分な密閉を伝送ライン６２の周辺に為された穴である。
図３は、本発明に従う本質的に安全なバリア１６の概略図である。本質的に安全なバリア１６は、充填システム１０において、書き込みデバイス１５とＲＦアンテナ２４との間において接続され、液体取り扱いシステム２５において、読み取り／書き込みデバイス５０とＲＦアンテナ３２との間において接続される。図３の本質的に安全なバリア１６の説明を容易にするために、書き込みデバイス１５および読み取り／書き込みデバイス５０は、「ＲＦカード」として総合的に示され、ＲＦアンテナ２４およびＲＦアンテナ３２は、「ＲＦアンテナ」として総合的に示される。本質的に安全なバリア１６は、ＲＦカードと電気的連絡にある伝送ラインコネクタ６５、および、ＲＦアンテナと接続するための伝送ラインコネクタ６６を含む。本質的に安全なバリアはまた、ヒューズ７０、多数のダイオード７２、７４、および７６、ＤＣブロッキングコンデンサ８０ａおよび８０ｂ、抵抗８５、接地突起（ｌｕｇ）９０を含む。接地突起９０は適切な接地点に取り付けられ、伝送ラインコネクタ６５、伝送ラインコネクタ６６、ならびに、多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６は、接地突起９０に接続される。
【００３２】
ヒューズ７０は、多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６に直列に接続される。ヒューズ７０は、ダイオードの損傷を引きを起こす過負荷をダイオード７２、７４、および７６から保護するために提供される。ヒューズ７０は、典型的に、定格遮断電流の１．７倍の電流の連続的な流れを可能にし、好ましくは、０．３５Ａの定格遮断電流を有する。さらに、損傷が生じた際に危険ゾーン（図１においては危険ゾーン１２、図２においては危険ゾーン２８）へ通う電力量を迅速に制限するために、ヒューズ７０は即効性タイプのヒューズである。
【００３３】
多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６は、互いに並列に接続され、本質的に安全なバリア１６のためのシャントダイオード安全バリアを提供する。多数のダイオ
ードのバンク７２、７４、および７６のダイオードは、好ましくは、順方向伝導ダイオードである。多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６は冗長性であり、それによって、任意の障害的な電流は複数のダイオード間において分割され、１つのバンクの多数のダイオードの故障が、他の２つのバンクのダイオードの故障につながらない。さらに、多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６は、確実に接続され、それによって、１つのバンクの複数のダイオードの故障の際に同時に接続が切れ得ない。更なる冗長性が、追加的な多数のダイオードのバンクを付け足すことによって提供され得ることは留意されるべきである。
【００３４】
多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６は、好ましくは、０．６Ｖの固有の（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）電位を有する順方向伝導ダイオードである。充填システム１０または液体取り扱いシステム２５のオペレーション中、伝送ラインに沿って、ＲＦカードとＲＦアンテナとの間にて伝達される信号は、典型的に、５．０Ｖ未満のピークツーピークの電圧を有する１３．５６ＭＨｚ信号である。多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６のそれぞれにおいて、ＡＣ信号電圧が０．０Ｖ未満である場合、１０個のダイオードから成る第１のセット（７２ａ、７４ａ、７６ａ）は、順方向バイアスの一方向に直列に配置される。反対に、ＡＣ信号電圧が０．０Ｖ以上である場合、１０個のダイオードから成る第２のセット（７２ｂ、７４ｂ、７６ｂ）は、順方向バイアスの反対方向に直列に配置される。多数のダイオードのバンク７２、７４、および７６にある１０個のダイオードから成る２つのセットは、お互いに並列に配置される。
【００３５】
通常のオペレーティング状況の下、ＲＦカードからの低エネルギー信号は、僅かな電圧降下および僅かな減衰を以って、伝送ラインを介してＲＦアンテナへ伝達されることを可能にする。しかしながら、異常な（故障）状況が非危険ゾーン１１または２６にある電気的装置において生じる場合（電力サージ等）、ダイオードのバンク７２、７４、および７６は、伝導特性を変化し、危険ゾーン１２または２８へ伝導されるエネルギーを安全レベルに制限する。特に、ＲＦカードと接地突起９０との間の１０個の順方向伝導ダイオードのシリーズを接続することによって、ＲＦカードにおける−６．０Ｖ未満の電圧スパイクは、負の故障保護ダイオードストリング７２ａ、７４ａ、および７６ａをターンオンさせ、それらの間において故障電流を分割させる（各ダイオードは０．６Ｖの固有の電位を有するためである）。同様に、ＲＦカードにおける＋６．０Ｖより大きいの電圧スパイクの際、正の故障保護ダイオードストリング７２ｂ、７４ｂ、および７６ｂがターンオンし、それらの間において故障電流を分割する。この故障電圧カットオフ点は、システム１０または２５の通常オペレーションに干渉しないような満足の高さであるが、超過の電力が危険ゾーン１２または２８へ流れることを防止するのに十分な低さである。ダイオードのバンク７２、７４、および７６がターンオンする場合、故障電流は、迂回させられ、それによって、危険ゾーン１２または２８のＲＦアンテナへ電流が流れなくなる。これは、危険ゾーン１２または２８の電気的構成要素の、場合によっては起こり得るオーバーヒートを防止し、それによって、危険ゾーン１２または２８の起爆性状況を防止する。
【００３６】
ＤＣブロッキングコンデンサ８０ａおよび８０ｂは、ＲＦカードとＲＦアンテナとの間の直流電流のためのガルヴァーニ絶縁を提供するために含まれる。ＤＣブロッキングコンデンサ８０ａおよび８０ｂは、ＤＣサージに対する追加的な保護を提供するために、冗長的な構造（直列）において配置される。さらに、ＤＣブロッキングコンデンサ８０ａおよび８０ｂは、確実性のために、間隔を取り（つまり、電気回路の故障にならない）、これらの間の接続トレースは、適切に、大きさによって並べられ、それによって、ＤＣブロッキングコンデンサ８０ａおよび８０ｂの内の１つの故障が、もう１つの動作に影響しない。ＤＣブロッキングコンデンサ８０ａおよび８０ｂは、回路を故障させるのに必要な電圧の２倍（＋１６００ＶＡＣ）に耐えられるように定格される。ＤＣブロッキングコンデンサ８０ａおよび８０ｂの両方は、好ましくは、２５Ｖにおいて０．１μＦの容量を有す
る。
【００３７】
抵抗８５は、ＤＣブロッキングコンデンサ８０ｂとＲＦアンテナとの間に直列に接続される。抵抗８５は、ＲＦアンテナにおいて過渡的な電圧サージを抑制するために提供される。抵抗８５は、確実性のために、ＤＣブロッキングコンデンサ８０ｂから間隔を取られる（つまり、電気回路の故障にならない）。好ましくは、抵抗８５は、２．０ワットの定格電力を有して、抵抗３．３Ωを有する。
【００３８】
要約すると、本発明は、危険ゾーンにおいての液体の充填または取り扱いのためのシステムである。システムは、液体を保持可能な容器を有する。電気的格納デバイスは、容器に貯蔵される液体に関する情報を電気的に格納するために、容器と結合される。システムはまた、電気的格納デバイスへの情報の格納、および電気的格納デバイスからの情報の読み取りのために、アンテナを有する。システムは、アンテナによって電気的格納デバイスから読み取られた情報に基づいて、液体の処理を制御するために、アンテナに結合されたマイクロプロセッサベースの制御器を有する。本質的に安全なバリアは、危険ゾーンに入り込む電気的エネルギーを制限するために、アンテナと制御器との間において接続される。好ましい実施形態において、本質的に安全なバリアは、複数の順方向伝導ダイオードを含む。ここにおいて、順方向伝導ダイオードは、制御器と接地との間において並列に接続され、典型的に、冗長的な複数の構成において配置される。本質的に安全なバリアはさらに、好ましくは、複数の順方向伝導ダイオードのオーバーロードを防ぐためにヒューズを含む。ここにおいて、ヒューズは、複数の順方向伝導ダイオードと直列に接続される。複数のブロッキングコンデンサは、制御器からの信号のＤＣ構成要素を阻止するために、制御器およびアンテナと直列に接続され得る。さらに、少なくとも１つの抵抗は、アンテナにおける過渡的な電圧サージを抑制するために、制御器およびアンテナと直列に接続され得る。
【００３９】
本発明は、好ましい実施形態への参照して記載されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、変更が形および細部にわたって為され得ることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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