QFA3171D 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], z wyświetlaczem

QFA3171D to precyzyjny pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z serii Symaro™, przeznaczony do wymagających instalacji wentylacji i klimatyzacji. Urządzenie zasilane jest napięciem 13,5…35 V DC (SELV / klasa 2) i udostępnia dwa niezależne, aktywne sygnały prądowe 4…20 mA – osobno dla wilgotności i temperatury – w zakresie 0…100 % r.h. oraz konfigurowalnym zakresie temperatury 0…50 °C / −35…+35 °C / −40…+70 °C. Wersja D wyposażona jest w czytelny wbudowany wyświetlacz LCD, który naprzemiennie prezentuje zmierzoną temperaturę i wilgotność.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™ QFA31..
• Model: QFA3171D
• Typ urządzenia: pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z wyjściem prądowym 4…20 mA i wyświetlaczem LCD
• Zastosowanie: precyzyjny pomiar i nadzór wilgotności oraz temperatury w instalacjach wentylacji i klimatyzacji (HVAC)
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres pomiaru temperatury (konfigurowalny): 0…50 °C (nastawa fabryczna) / −35…+35 °C / −40…+70 °C
• Sygnał wyjściowy wilgotności: 4…20 mA, liniowy 0…100 % r.h. (zaciski I1 / G1)
• Sygnał wyjściowy temperatury: 4…20 mA, liniowy dla wybranego zakresu temperatury (zaciski I2 / G2)
• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV) lub 24 V DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Dokładność pomiaru wilgotności: ±2 % r.h. (0…100 % r.h. przy 23 °C i 24 V AC/DC)
• Dryft długoterminowy wilgotności: < 1 % r.h. / rok
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Dokładność pomiaru temperatury (dla tego modelu): ±0,3 K (przy 23 °C), ±0,6 K (15…35 °C), ±0,8 K (−35…+70 °C) przy 24 V AC/DC
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Metoda pomiaru wilgotności: pojemnościowa
• Wyświetlacz LCD: prezentacja temperatury (°C lub °F) i wilgotności (% r.h.) naprzemiennie co 5 s
• Zakres zastosowania (wersja z wyświetlaczem): −25…+70 °C / 0…100 % r.h.
• Warunki pracy elektroniki: −40…+70 °C / 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Stopień ochrony obudowy: IP65 (obudowa), IP40 (końcówka pomiarowa)
• Stopień ochrony z zestawem zewnętrznym AQF3100: IP65
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Podłączenie elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm², dławik kablowy M16 × 1,5
• Materiały obudowy: poliwęglan (PC), kolor RAL 7001 / RAL 7035, bez silikonu
• Masa (z opakowaniem, wersja z wyświetlaczem): ok. 0,175 kg

Zastosowanie

QFA3171D jest przeznaczony do instalacji HVAC wymagających wysokiej dokładności i szybkiego działania toru pomiarowego wilgotności i temperatury. Pełny zakres pomiaru wilgotności 0…100 % r.h. oraz szeroki, przełączany zakres temperatury pozwalają stosować czujnik zarówno w standardowych, jak i wymagających aplikacjach, takich jak:

• magazyny i fabryki artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych
• laboratoria i pomieszczenia badawcze
• szpitale i obiekty opieki zdrowotnej
• kryte pływalnie
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie
• cieplarnie i obiekty ogrodnicze
• inne instalacje wentylacji i klimatyzacji wymagające stabilnego pomiaru wilgotności

Przy użyciu zestawu montażowego AQF3100 (osłona przeciwpromienna) czujnik może być również stosowany na zewnątrz budynku.

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Pomiar realizowany jest za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się wraz z wilgotnością względną powietrza.
• Elektronika przetwarza sygnał z elementu pomiarowego na liniowy sygnał 4…20 mA (zaciski I1 / G1), odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h.
• Wysoka dokładność (±2 % r.h. przy 23 °C) oraz mała zależność temperaturowa (≤0,1 % r.h./°C) zapewniają stabilny i powtarzalny pomiar.
• Stała czasowa < 20 s umożliwia szybką reakcję systemu regulacji na zmiany wilgotności.

Pomiar temperatury

• Temperatura mierzona jest elementem Pt1000, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą powietrza.
• Elektronika przetwarza zmianę rezystancji na aktywny sygnał 4…20 mA (zaciski I2 / G2).
• Sygnał wyjściowy odpowiada wybranemu zakresowi temperatury: 0…50 °C, −35…+35 °C lub −40…+70 °C.
• Dla tego modelu dokładność pomiaru wynosi:
  • ±0,3 K przy 23 °C
  • ±0,6 K w zakresie 15…35 °C
  • ±0,8 K w całym rozszerzonym zakresie −35…+70 °C

Konfiguracja zakresu temperatury

• Wewnętrzny element nastawczy (6-pinowe złącze ze zworą) umożliwia wybór aktywnego zakresu temperatury:
  • zwora w lewym położeniu (R1) – zakres −35…+35 °C
  • zwora w środkowym położeniu (R2) – zakres 0…50 °C (nastawa fabryczna)
  • zwora w prawym położeniu (R3) – zakres −40…+70 °C

Funkcja testowania i zachowanie w przypadku awarii

• Funkcja testowania: po ustawieniu zwory w położeniu poziomym sygnały wyjściowe czujnika przyjmują stałe wartości testowe (wg tabeli „Funkcja testowania”), co umożliwia szybkie sprawdzenie okablowania i skalowania wejść sterownika bez zmiany warunków otoczenia.
• Awarie torów pomiarowych:
  • w przypadku awarii czujnika temperatury sygnał wyjściowy I2 przyjmuje wartość 4 mA (odpowiednik 0 V) po upływie 60 s, a sygnał wilgotności na wyjściu I1 wzrasta do 20 mA (odpowiednik 10 V)
  • w przypadku awarii czujnika wilgotności sygnał wyjściowy I1 przyjmuje wartość 20 mA po upływie 60 s, natomiast sygnał temperatury na wyjściu I2 pozostaje aktywny

Wyświetlacz LCD

• QFA3171D wyposażony jest w wyświetlacz LCD, który naprzemiennie (co 5 s) prezentuje:
  • zmierzoną temperaturę w °C lub °F
  • zmierzoną wilgotność względną w % r.h.
• Drugi element nastawczy (4-pinowe złącze ze zworą) umożliwia wybór jednostki temperatury na wyświetlaczu:
  • zwora pionowo w prawym położeniu – wskazanie w °C (nastawa fabryczna)
  • zwora pionowo w lewym położeniu – wskazanie w °F
• Zakres czytelności wyświetlacza: −25…+70 °C.

Budowa

• Czujnik składa się z:
  • dwuczęściowej obudowy (podstawa i zdejmowana pokrywa mocowana wkrętami),
  • obwodu drukowanego z elektroniką pomiarową i elementami nastawczymi,
  • końcówki pomiarowej (AQF3150) z elementami pomiarowymi,
  • osłony ochronnej z filtrem, nakręcanej na końcówkę pomiarową.
• Pomiędzy podstawą a pokrywą znajduje się gumowa uszczelka zapewniająca stopień ochrony IP65 – uszczelki nie wolno usuwać.
• Końcówka pomiarowa posiada stopień ochrony IP40.
• Element pomiarowy umieszczony jest na końcu końcówki pomiarowej i jest wrażliwy na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować szczególną ostrożność.
• Przewód wprowadzany jest przez dławik kablowy M16 × 1,5 dostarczany wraz z czujnikiem.
• Obudowa posiada dwa miejsca na dławik: przy montażu na zewnątrz niewykorzystywany otwór należy zaślepić, a dławik zamontować w drugim, wyłamywanym otworze.
• Materiały:
  • 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)
• Czujnik jest wolny od silikonu; opakowanie wykonane z kartonu.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV) lub 24 V DC klasa 2 (US).
• 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.
• Wyjścia prądowe: 4…20 mA dla wilgotności (I1) i 4…20 mA dla temperatury (I2); dopuszczalne obciążenie należy dobrać zgodnie z wykresem obciążenia z karty katalogowej.
• Przy projektowaniu należy uwzględnić maksymalne długości kabli wymagane przez urządzenie współpracujące (regulator, automatyka budynkowa).
• Przy długich odcinkach i równoległym prowadzeniu przewodów należy liczyć się ze wzrostem zakłóceń – w środowiskach o wysokim poziomie zakłóceń elektromagnetycznych należy stosować kable ekranowane.
• Do wtórnej strony zasilania i do linii sygnałowych zalecane są przewody w postaci skrętki.
• Ważne dla QFA3171D: zaciski G1 (+) i I1 (−) wyjścia wilgotności muszą być zawsze podłączone do zasilania, nawet wtedy, gdy wykorzystywane jest tylko wyjście temperatury G2 (+) / I2 (−).
• Zaciski:
  • G0 – masa / odniesienie zasilania DC
  • G1 – zasilanie 13,5…35 V DC dla toru wilgotności / pętli I1
  • G2 – zasilanie 13,5…35 V DC dla toru temperatury / pętli I2
  • I1 – sygnał wyjściowy 4…20 mA wilgotności względnej (0…100 % r.h.)
  • I2 – sygnał wyjściowy 4…20 mA temperatury (dla wybranego zakresu)

Montaż

Montaż w pomieszczeniu (bez AQF3100)

• Montaż na wewnętrznej ścianie klimatyzowanego pomieszczenia, w reprezentatywnym miejscu pomiaru.
• Typowa wysokość montażu: ok. 1,5 m nad podłogą.
• Zachować odstęp co najmniej 0,5 m od najbliższej ściany.
• Nie montować:
  • we wnękach, za zasłonami, za meblami
  • nad lub w pobliżu źródeł ciepła (grzejniki, sztuczne źródła ciepła)
  • na ścianach przylegających do kanałów kominowych
  • w miejscach narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne lub punktowe źródła światła
• Nie wolno usuwać uszczelki pomiędzy obudową a pokrywą – w przeciwnym razie nie będzie zapewniony stopień ochrony IP65.
• Bez zastosowania zestawu AQF3100 czujnika nie wolno montować końcówką pomiarową skierowaną do góry.

Montaż na zewnątrz (z zestawem AQF3100)

• Montaż na zewnętrznej ścianie; zalecana strona północna lub północno-zachodnia.
• Wysokość montażu: co najmniej 2,5 m nad poziomem gruntu.
• Nie montować:
  • nad lub pod oknami
  • nad drzwiami lub kanałami wentylacyjnymi
  • pod balkonami czy rynnami
• Czujnik z zestawem AQF3100 musi być zamontowany w pozycji pionowej, z osłoną przeciwpromienną skierowaną do góry.
• Przy zastosowaniu AQF3100:
  • otwór pod standardowy dławik kablowy należy zaślepić,
  • dławik zamontować w drugim, wyłamywanym otworze po przeciwnej stronie obudowy.

Uruchomienie

• Przed włączeniem zasilania należy sprawdzić poprawność okablowania.
• W razie potrzeby w czujniku ustawić wymagany zakres pomiarowy temperatury za pomocą zwory (R1/R2/R3).
• Okablowanie i sygnały wyjściowe można zweryfikować korzystając z funkcji testowania.
• Nie zaleca się podłączania woltomierzy lub omomierzy bezpośrednio do elementów pomiarowych – przy sygnałach symulowanych prąd pomiarowy jest zbyt mały dla typowych mierników.

Wyposażenie dodatkowe (akcesoria)

• AQF3100 – zestaw do montażu zewnętrznego z osłoną przeciwpromienną:
  • wspornik do montażu na ścianie z osłoną przeciwpromienną,
  • 4 wkręty montażowe K35 × 12,
  • dodatkowy przepust M16 × 1,5 z pierścieniem i nakrętką do zaślepienia niewykorzystywanego otworu pod dławik kablowy.
• AQF3150 – wymienna końcówka pomiarowa do QFA3171D (część pomiarowa wilgotności i temperatury).
• AQF3101 – osłona ochronna z filtrem (część zamienna) dla końcówki pomiarowej.
• AQF3153 – zestaw serwisowy (3 końcówki pomiarowe bez elementów pomiarowych) do celów diagnostycznych:
  • 85 % r.h. / 40 °C
  • 50 % r.h. / 23 °C
  • 20 % r.h. / 5 °C
  Wartości pomiarowe z końcówek dostępne są na wyjściach sygnałowych czujnika, z dokładnością jak dla funkcji testowania.
• AQY2010 – kabel 3 m do pomiaru wyniesionego.

Dane techniczne

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV) lub 24 V DC klasa 2 (US)
• Częstotliwość: nie dotyczy (zasilanie DC)
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii: bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A (charakterystyka B, C, D wg EN 60898) lub zasilacz z ograniczeniem prądu do 10 A
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,1 % r.h./°C
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Dryft długoterminowy wilgotności: < 1 % r.h. / rok
• Sygnał wilgotności: 4…20 mA, 0…100 % r.h. (zaciski I1 / G1)
• Zakres pomiarowy temperatury: 0…50 °C (R2 – fabrycznie), −35…+35 °C (R1), −40…+70 °C (R3)
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Dokładność temperatury dla tego modelu (24 V AC/DC):
  • ±0,3 K przy 23 °C
  • ±0,6 K w zakresie 15…35 °C
  • ±0,8 K w zakresie −35…+70 °C
• Stała czasowa temperatury: ok. 8,5 min (zależnie od ruchu powietrza i pojemności cieplnej ściany)
• Sygnał temperatury: 4…20 mA (zaciski I2 / G2) dla wybranego zakresu
• Stopień ochrony obudowy (EN 60529): IP65 (obudowa), IP40 (końcówka pomiarowa), IP65 z AQF3100
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Zaciski przyłączeniowe: 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm² (zaciski śrubowe)
• Dławik kablowy: M16 × 1,5
• Warunki pracy (IEC 60721-3-4, klasa 4K2):
  • temperatura obudowy z elektroniką: −40…+70 °C
  • czytelność wyświetlacza LCD: −25…+70 °C
  • wilgotność: 0…100 % r.h. (z kondensacją)
  • warunki mechaniczne: klasa 3M2
• Warunki transportu (IEC 60721-3-2, klasa 2K3 / 2M2):
  • temperatura: −40…+70 °C
  • wilgotność: <95 % r.h.
• Norma produktu: EN 60730-1 (automatyczne regulatory elektryczne do użytku domowego i podobnego)
• Zgodność elektromagnetyczna: do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Certyfikaty i zgodność: znak CE, RCM, UL 873, materiał obudowy spełnia UL94 (V-0)
• Masa (z opakowaniem, wersja z wyświetlaczem): ok. 0,175 kg
• Wymiary czujnika (QFA31..D): szerokość ok. 80 mm, wysokość ok. 84 mm, głębokość ok. 39–41 mm (wraz z końcówką pomiarową zgodnie z rysunkiem wymiarowym)

Podsumowanie

Siemens QFA3171D to zaawansowany pomieszczeniowy czujnik wilgotności i temperatury z wyjściami 4…20 mA i wbudowanym wyświetlaczem LCD, przeznaczony do precyzyjnych zastosowań w instalacjach HVAC. Pojemnościowa metoda pomiaru wilgotności, szeroki i konfigurowalny zakres temperatury, wysoka dokładność, funkcja testowania oraz możliwość zastosowania dodatkowej osłony przeciwpromiennej AQF3100 (montaż na zewnątrz) sprawiają, że jest to niezawodne i elastyczne rozwiązanie do profesjonalnych systemów automatyki budynkowej.

Pliki do pobrania:
QFA3171D Karta katalogowa
QFA3171D Instrukcja montażu