نظارت و کنترل فشار در یک اتاق، امری حیاتی در بسیاری از محیط‌های داخلی است؛ در مکان‌هایی که شرایط آب و هوایی باید در یک دما، میزان رطوبت و سطح پاکیزگی/آلایندگی خاصی حفظ شود. در این نوشته به توضیح و ارایه راه حل برای تفاوت فشار هوا بین اتاق های ایزوله می پردازیم.
در اتاق‌های جراحی بیمارستان، مراکز تولید نیمه‌رساناها، دیتاسنترهای کامپیوتری و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی بیوشیمی، الزامی است که یک فشار هوای کمی بالاتر یا پایین‌تر حفظ شود تا هوای جو آلوده به بیرون نشت نکند و یا جو پاک داخلی، تحت تاثیر هوای بیرون آلوده نشود.
فشار هوا با خواندن فشار اتمسفریک کل بالای خلاء مطلق تعیین می‌شود که اندازه‌گیری فشار بارومتریک هواشناسی نیز به همین روش انجام می‌شود. با آنکه فشار اتمسفریک یک مقدار ثابت نیست، اما معمولا ۱۰۱۳۲۵ پاسکال (Pa) یا ۱ اتمسفر (atm) عموما به عنوان مقدار اسمی آن برای محاسبات مرتبط با مرجع، در نظر گرفته می‌شود.
توضیح تفاوت فشار بین دو اتاق
تغییرات فشار هوای بین اتاق‌ها در مقایسه با فشار کل معمولا بسیار کوچک است: عموما تنها کسری از یک میلی‌بار. فشارهای بسیار بالاتر باز کردن درها را سخت می‌کند و به مشکلاتی همچون آسیب به ساختمان و مصرف بالای انرژی منجر می‌شود، بنابراین تفاوت بین فشار همیشه نسبتا پایین است.
به طور مثال اگر تفاوت فشار بین دو اتاق ۱ mbar باشد (۱۰۰ پاسکال)، معادل ۱۰۰ نیوتون بر متر مربع است. اگر تصور کنیم که یک در ابعادی حدود ۱٫۵ متر مربع دارد، تفاوت ۱ mbar در هر سمت از در معادل وزن ۱۵ کیلوگرم فشار روی آن است.
اگر تفاوت فشار ۱ mbar و فشار محیط حدود ۱۰۰۰ mbar باشد، عملی نیست که از یک بارومتر برای اندازه‌گیری این تفاوت فشار نسبتا کم استفاده شود چون رزولوشن و دقت اکثر بارومترها برای اندازه‌گیری دقیق این تفاوت، کافی نیست.
راه حل اندازه گیری تفاوت فشار هوا بین اتاق های ایزوله
دقیق‌ترین راه اندازه‌گیری تفاوت فشار در فشار هوا بین دو اتاق، استفاده از سنسور فشار تفاضلی (dp) یا مانومتر است. یک دستگاه سنسور dp رایج، از یک دیافراگم منفرد اندازه‌گیری با اتصالات فشار در هر دو سمت که از هم ایزوله شده‌اند، بهره می‌گیرد.
برای اتصال هوای هر اتاق به دستگاه dp، یک سوراخ مشترک بین اتاق‌ها وجود دارد که لوله‌ای از آن عبور کرده و به یک سمت از سنسور dp متصل می‌شود. دیگر اتصال فشار می‌تواند در برابر فشار هوای اتاق باز باشد.
اگر مورد نظر است اتاقی که سنسور dp در آن قرار دارد فشار بالاتری داشته باشد، پورت اتصالی که برچسب یا نام Positive، +، High یا Hi را دارد باید در معرض هوای اتاق باشد (باز باشد).
اگر مورد نظر است اتاقی که سنسور dp در آن قرار دارد فشار کمتری داشته باشد، پورت اتصالی که برچسب یا نام Negative، -، Low یا Lo دارد، باید در معرض هوای اتاق باشد (باز باشد). تمام تجهیزات کالیبره نشده تا سیگنال/خوانشی در جهت منفی ارائه کنند، بنابراین پیکربندی مثبت برای اتصالات پورت تضمین می‌کند که دقت اندازه‌گیری در اکثر شرایط تامین شود.
