QFA3171 Pomieszczeniowy czujnik temperatury i wilgotności, o wysokiej dokładności, 4..20 [mA]; 0..100 %[r.h.] / 4..20 [mA]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C ]lub -40..+70 [°C]

Siemens QFA3171 to precyzyjny pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z dwoma aktywnymi wyjściami 4…20 mA, zasilany napięciem 13,5…35 V DC (SELV). Należy do rodziny czujników Symaro™ QFA31.. i został opracowany do zastosowań HVAC, w których wymagana jest bardzo wysoka dokładność i szybka reakcja układu pomiarowego wilgotności w pełnym zakresie 0…100 % r.h. oraz konfigurowalny pomiar temperatury w szerokim przedziale −40…+70 °C.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFA3171
• Typ urządzenia: pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury
• Zastosowanie: instalacje wentylacji i klimatyzacji (HVAC) wymagające wysokiej dokładności i szybkiej reakcji pomiaru wilgotności
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres pomiaru temperatury (konfigurowalny):
  • 0…50 °C (nastawa fabryczna – zakres R2)
  • −35…+35 °C (zakres R1)
  • −40…+70 °C (zakres R3)
• Sygnały wyjściowe:
  • Wilgotność: 4…20 mA, 0…100 % r.h. (zaciski I1 / G1)
  • Temperatura: 4…20 mA, wybrany zakres temperatury (zaciski I2 / G2)
• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV, klasa 2 – US)
• Czujnik wilgotności: pojemnościowy element pomiarowy
• Czujnik temperatury: element rezystancyjny Pt 1000
• Dokładność pomiaru wilgotności (przy 23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h. w zakresie 0…100 % r.h.
• Zależność temperaturowa pomiaru wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Stała czasowa czujnika wilgotności: < 20 s
• Dokładność pomiaru temperatury (przy 24 V AC/DC):
  • w 23 °C: ±0,3 K
  • w zakresie 15…35 °C: ±0,6 K
  • w zakresie −35…+70 °C: ±0,8 K
• Stała czasowa czujnika temperatury: ok. 8,5 min (zależnie od ruchu powietrza i pojemności cieplnej ściany)
• Funkcja testowania: wbudowana, dla wilgotności i temperatury (symulacja zdefiniowanych wartości na wyjściach 4…20 mA)
• Funkcje diagnostyczne: zdefiniowane poziomy sygnałów 4 i 20 mA przy wykryciu awarii elementów pomiarowych
• Stopień ochrony obudowy: IP65
• Stopień ochrony końcówki pomiarowej: IP40
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Podłączenie elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Przepust kablowy: dławik M16 × 1,5 (w komplecie)
• Warunki pracy (elektronika): −40…+70 °C, 0…100 % r.h. (z kondensacją), klasa 4K2 / 3M2
• Warunki transportu: −40…+70 °C, <95 % r.h., klasa 2K3 / 2M2
• Materiał obudowy: poliwęglan; podstawa RAL 7001 (srebrno-szary), pokrywa RAL 7035 (jasno-szary)
• Końcówka pomiarowa i osłona z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
• Czujnik: w całości nie zawiera silikonu
• Standard produktu: EN 60730-1
• Zgodność: CE, RCM, UL 873
• Zgodność środowiskowa: konstrukcja zgodna z wymaganiami RoHS (szczegóły w deklaracji środowiskowej producenta)
• Wymiary obudowy (bez zestawu zewnętrznego): ok. 80 × 84 × 39 mm (szer. × wys. × gł.)
• Masa z opakowaniem: ok. 0,152 kg (czujnik bez wyświetlacza)

Zastosowanie

Czujnik Siemens QFA3171 przeznaczony jest do pomiaru wilgotności względnej oraz temperatury powietrza w pomieszczeniach i – z odpowiednim wyposażeniem – również na zewnątrz. Stosuje się go w instalacjach HVAC, w których wymagana jest wysoka dokładność i stabilność pomiaru w pełnym zakresie 0…100 % r.h. Typowe zastosowania to:

• magazyny i fabryki artykułów papierniczych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych
• laboratoria i pomieszczenia badawcze
• szpitale i obiekty służby zdrowia
• kryte pływalnie
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie
• cieplarnie i szklarnie
• monitorowanie warunków zewnętrznych w systemach HVAC – przy zastosowaniu zestawu do montażu zewnętrznego AQF3100

QFA3171 można podłączyć do dowolnych urządzeń i systemów automatyki, które akceptują standardowe sygnały 4…20 mA z zakresów odpowiadających wilgotności i temperaturze (np. regulatory, sterowniki, przetworniki sygnałów).

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Pomiar wilgotności odbywa się za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się w funkcji wilgotności względnej powietrza.
• Elektronika czujnika przetwarza sygnał z elementu pomiarowego na liniowy sygnał wyjściowy 4…20 mA, odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h.
• Wysoka dokładność: ±2 % r.h. w pełnym zakresie 0…100 % r.h. przy temperaturze odniesienia 23 °C.
• Niska zależność wskazań od temperatury: ≤ 0,05 % r.h./°C, co zapewnia stabilny odczyt nawet przy zmiennych warunkach temperaturowych.
• Szybka reakcja czujnika wilgotności: stała czasowa < 20 s.

Pomiar temperatury

• Temperatura mierzona jest przez rezystancyjny czujnik Pt 1000, którego rezystancja zmienia się liniowo wraz z temperaturą powietrza.
• Zmiana rezystancji elementu Pt 1000 jest przetwarzana na aktywny sygnał wyjściowy 4…20 mA na zaciskach I2 / G2.
• Sygnał wyjściowy temperatury odwzorowuje wartość z wybranego zakresu:
  • 0…50 °C (fabryczny zakres R2),
  • −35…+35 °C (zakres R1),
  • −40…+70 °C (zakres R3).
• Wysoka dokładność pomiaru w typowym zakresie komfortu (15…35 °C) – do ±0,6 K, a przy 23 °C nawet ±0,3 K.
• Stała czasowa czujnika temperatury wynosi ok. 8,5 min (w zależności od ruchu powietrza i właściwości termicznych ściany, na której zamontowano czujnik).

Konfiguracja zakresu temperatury i funkcja testowania

• Wewnątrz pokrywy znajduje się 6‑pinowe złącze z przestawną zworą (element nastawczy) służące do konfiguracji:
  • Zakresu pomiarowego temperatury:
    • zwora w lewym położeniu (R1): −35…+35 °C,
    • zwora w środkowym położeniu (R2): 0…50 °C (nastawa fabryczna),
    • zwora w prawym położeniu (R3): −40…+70 °C.
  • Funkcji testowania – zwora w położeniu poziomym.
• Po uaktywnieniu funkcji testowania sygnały wyjściowe wilgotności i temperatury przyjmują zdefiniowane, stałe wartości (w całym zakresie pracy), co umożliwia:
  • sprawdzenie poprawności okablowania,
  • weryfikację działania wejść analogowych regulatorów i sterowników,
  • diagnostykę czujnika bez konieczności zmiany rzeczywistych warunków w pomieszczeniu.

Funkcje diagnostyczne i zachowanie w razie awarii

• Czujnik posiada wbudowaną logikę rozpoznawania awarii elementów pomiarowych (wilgotności lub temperatury).
• Awaria czujnika temperatury:
  • po ok. 60 s sygnał wyjściowy temperatury na I2 przyjmuje wartość 4 mA,
  • sygnał wyjściowy wilgotności na I1 wzrasta do 20 mA.
• Awaria czujnika wilgotności:
  • po ok. 60 s sygnał wyjściowy wilgotności na I1 przyjmuje wartość 20 mA,
  • sygnał wyjściowy temperatury na I2 pozostaje aktywny i nadal odpowiada mierzonej temperaturze.
• Zachowania te ułatwiają szybką identyfikację typu usterki na podstawie wartości prądów na wyjściach 4…20 mA.

Budowa

• Dwuczęściowa obudowa: podstawa montażowa oraz zdejmowana pokrywa przykręcana wkrętami.
• Uszczelka gumowa pomiędzy podstawą a pokrywą zapewnia stopień ochrony IP65 dla obudowy czujnika (nie wolno jej usuwać).
• Obwód drukowany z elektroniką pomiarową oraz elementami nastawczymi znajduje się wewnątrz pokrywy.
• Zaciski podłączeniowe umieszczone są w podstawie obudowy, co ułatwia montaż i okablowanie.
• Końcówka pomiarowa (sonda) przykręcona do obudowy zapewnia stopień ochrony IP40.
• Element pomiarowy wilgotności umieszczony jest na końcu końcówki pomiarowej i zabezpieczony nakręcaną osłoną ochronną z filtrem.
• Dławik kablowy M16 × 1,5 dostarczany jest w komplecie i należy go przykręcić do przygotowanego otworu w obudowie.
• W przypadku zastosowania na zewnątrz, standardowy otwór pod dławik kablowy należy zaślepić, a dławik zamontować w drugim wyłamywanym otworze po przeciwnej stronie obudowy (zgodnie z zaleceniami dla zestawu AQF3100).
• Wszystkie części obudowy, końcówki pomiarowej i osłony z filtrem wykonane są z poliwęglanu w kolorach RAL 7001 i RAL 7035.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV / klasa 2).
• Wyjście wilgotności:
  • zaciski G1 (+) i I1 (−),
  • sygnał 4…20 mA odpowiadający 0…100 % r.h.
• Wyjście temperatury:
  • zaciski G2 (+) i I2 (−),
  • sygnał 4…20 mA odpowiadający wybranemu zakresowi temperatury (R1, R2 lub R3).
• Ważna uwaga dla QFA3171: zaciski G1 (+) i I1 (−) (wyjście wilgotności) muszą być zawsze podłączone do zasilania, nawet wtedy, gdy wykorzystywane jest tylko wyjście temperatury G2 (+) i I2 (−).
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej:
  • bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub
  • wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D wg EN 60898, lub
  • zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Pobór mocy czujnika: ≤ 1 VA.
• Obciążenie pętli prądowych 4…20 mA: zgodnie z wykresem obciążenia producenta (zależne od napięcia zasilania – przestrzegać zalecanego zakresu rezystancji).
• Do sygnałów pomiarowych oraz zasilania zaleca się stosowanie skrętek; w środowiskach o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych wymagane są przewody ekranowane.
• Należy przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów wejść analogowych urządzeń współpracujących (regulatorów, sterowników itp.).

Dane techniczne

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV) lub 24 V DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h. w zakresie 0…100 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Wyjście wilgotności: 4…20 mA, 0…100 % r.h. (zaciski I1 / G1)
• Zakres pomiaru temperatury: 0…50 °C (R2, fabrycznie), −35…+35 °C (R1), −40…+70 °C (R3)
• Element pomiarowy temperatury: Pt 1000
• Dokładność temperatury (24 V AC/DC):
  • w 23 °C: ±0,3 K
  • w 15…35 °C: ±0,6 K
  • w −35…+70 °C: ±0,8 K
• Stała czasowa temperatury: ok. 8,5 min
• Wyjście temperatury: 4…20 mA, 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C (zaciski I2 / G2)
• Stopień ochrony obudowy czujnika: IP65 wg EN 60529
• Stopień ochrony końcówki pomiarowej: IP40 wg EN 60529
• Stopień ochrony z zestawem do montażu zewnętrznego AQF3100: IP65
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Zaciski przyłączeniowe: 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Dławik kablowy: M16 × 1,5
• Warunki pracy (elektronika):
  • temperatura: −40…+70 °C
  • wilgotność: 0…100 % r.h. (z kondensacją)
  • klasa klimatyczna: 4K2 wg IEC 60721-3-4
  • klasa obciążeń mechanicznych: 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu:
  • temperatura: −40…+70 °C
  • wilgotność: <95 % r.h.
  • klasa klimatyczna: 2K3 wg IEC 60721-3-2
  • klasa obciążeń mechanicznych: 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Materiały i kolory:
  • podstawa: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
  • pokrywa: poliwęglan, RAL 7035 (jasno-szary)
  • końcówka pomiarowa: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
  • osłona ochronna z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
  • wspornik montażowy (AQF3100): PA, RAL 7035 (jasno-szary)
• Standard produktu: EN 60730-1
• Zgodność EMC: do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Masa (czujniki bez wyświetlacza, z opakowaniem): ok. 0,152 kg

Montaż

• Montaż w pomieszczeniu (bez AQF3100):
  • na wewnętrznej ścianie klimatyzowanego pomieszczenia,
  • unikać montażu we wnękach, za zasłonami, nad/pod źródłami ciepła, nad półkami czy przy kanałach kominowych,
  • czujnik nie może być narażony na bezpośrednie promieniowanie słoneczne ani punktowe źródła światła,
  • zalecana wysokość montażu: ok. 1,5 m nad podłogą, co najmniej 0,5 m od sąsiedniej ściany.
• Jeśli czujnik stosowany jest bez zestawu AQF3100, nie wolno montować go z końcówką pomiarową skierowaną ku górze.
• Elementy pomiarowe w końcówce są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – należy ostrożnie obchodzić się z sondą podczas montażu.
• Montaż na zewnątrz (z AQF3100):
  • na zewnętrznej ścianie, zalecana strona północna lub północno‑zachodnia,
  • na wysokości co najmniej 2,5 m nad poziomem terenu,
  • nie montować nad lub pod oknami, drzwiami, kanałami wentylacyjnymi, pod balkonami ani rynnami,
  • czujnik z osłoną przeciwpromienną AQF3100 musi być montowany w pozycji pionowej (osłoną skierowaną do góry).
• Instrukcje montażu są dostarczane odpowiednio z czujnikiem oraz z zestawem AQF3100 i nadrukowane na opakowaniu.

Wyposażenie dodatkowe kompatybilne z QFA3171

• AQF3100 – zestaw do montażu zewnętrznego z osłoną przeciwpromienną (wspornik ścienny, osłona, wkręty, przepust M16 z zaślepką).
• AQF3101 – osłona ochronna z filtrem (część zamienna).
• AQF3150 – wymienna końcówka pomiarowa.
• AQF3153 – zestaw serwisowy (3 końcówki pomiarowe o znanych wartościach temperatury i wilgotności do celów diagnostycznych).
• AQY2010 – kabel 3 m do pomiaru wyniesionego.

Podsumowanie

Siemens QFA3171 to wysokiej klasy czujnik pomieszczeniowy do jednoczesnego pomiaru wilgotności względnej 0…100 % r.h. i temperatury, wyposażony w dwa aktywne wyjścia 4…20 mA i zasilany napięciem 13,5…35 V DC. Pojemnościowa metoda pomiaru wilgotności, precyzyjny element Pt 1000, szeroki zakres pracy −40…+70 °C, solidna obudowa IP65 oraz funkcje testowania i diagnostyki sprawiają, że QFA3171 jest uniwersalnym i niezawodnym rozwiązaniem do wymagających zastosowań w instalacjach wentylacji, klimatyzacji i kontroli warunków środowiskowych – zarówno w pomieszczeniach, jak i (z zestawem AQF3100) na zewnątrz budynków.

Pliki do pobrania:
QFA3171 Karta katalogowa
QFA3171 Instrukcja montażu