QFA4160 Pomieszczeniowy czujnik temperatury i wilgotności, o wysokiej dokładności, z kalibracją, 0..10 [V]; 0..100 %[r.h.] / 0..10 [V]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C] lub -40..+70 [°C] (zastępuje QFA66/C)

QFA4160 to precyzyjny pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury serii Symaro™, z aktywnymi wyjściami 0...10 V DC i certyfikatem kalibracji, zasilany z 24 V AC lub 13,5…35 V DC. Urządzenie wykorzystuje pojemnościową metodę pomiaru wilgotności oraz czujnik temperatury Pt1000, zapewniając bardzo wysoką dokładność w pełnym zakresie pomiarowym 0…100 % r.h. i szerokich zakresach temperatur. Przeznaczone jest do wymagających zastosowań w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC), w których konieczna jest stabilna kontrola mikroklimatu oraz możliwość regularnej kalibracji.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFA4160
• Typ urządzenia: pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z aktywnymi wyjściami analogowymi
• Zastosowanie: instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne wymagające bardzo wysokiej dokładności pomiaru oraz regularnej kalibracji czujnika
• Zasilanie: 24 V AC ±20% lub 13,5…35 V DC (SELV / 24 V AC/DC klasa 2 – US)
• Wyjścia sygnałowe: 2 × aktywne 0...10 V DC (wilgotność i temperatura), obciążenie do ±1 mA na każde wyjście
• Pomiar wilgotności: 0…100 % r.h., pojemnościowy element pomiarowy, czas reakcji < 20 s
• Dokładność wilgotności: ±2 % r.h. w zakresie 0…100 % r.h. przy 23 °C i 24 V AC/DC
• Pomiar temperatury – zakresy wybierane zworą: 0…50 °C (nastawa fabryczna), −35…+35 °C lub −40…+70 °C
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Dokładność temperatury: ±0,3 K przy 23 °C; ±0,6 K w zakresie 15…35 °C; ±0,8 K w zakresie −35…+70 °C
• Zakres zastosowania (otoczenie): −40…+70 °C, 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Stopień ochrony obudowy: IP65 (obudowa), IP40 (końcówka pomiarowa)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Funkcja testowania: wbudowana funkcja testu pętli sygnałowej aktywowana zworą wewnątrz obudowy
• Certyfikat kalibracji: indywidualna kalibracja czujnika i wymiennej końcówki pomiarowej AQF4150, certyfikat w zestawie
• Montaż: na ścianie wewnętrznej pomieszczenia, końcówka pomiarowa poziomo lub w dół (nie do góry)
• Obudowa: poliwęglan, podstawa RAL 7001 (srebrnoszary), pokrywa RAL 7035 (jasnoszary), bez silikonu
• Przyłącze elektryczne: okrągłe gniazdo z gwintem M16, wtyczka z gwintowanym łącznikiem (dostarczana osobno), zaciski śrubowe do 0,75 mm²
• Wymiary obudowy: ok. 80 × 84 × 39 mm (szer. × wys. × głęb.)
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,196 kg

Zastosowanie

Czujnik QFA4160 przeznaczony jest do precyzyjnego pomiaru wilgotności względnej i temperatury w klimatyzowanych pomieszczeniach, szczególnie tam, gdzie wymagane są:

• bardzo wysoka dokładność i stabilność pomiaru,
• możliwość regularnej kalibracji i regulacji czujnika,
• współpraca z systemami automatyki wykorzystującymi sygnały 0...10 V DC.

Typowe obszary zastosowań:

• magazyny i fabryki artykułów papierniczych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych itp.,
• laboratoria i pomieszczenia badawcze,
• szpitale i obiekty ochrony zdrowia,
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie,
• cieplarnie i inne obiekty wymagające kontrolowanej wilgotności.

QFA4160 może współpracować z wszystkimi systemami i urządzeniami automatyki, które akceptują sygnały wejściowe 0...10 V DC. W aplikacjach wymagających obliczania entalpii, różnicy entalpii, wilgotności bezwzględnej lub punktu rosy zalecane jest zastosowanie przekształtnika sygnałów SEZ220.

Budowa i zasada działania

Obudowa i końcówka pomiarowa

• Czujnik składa się z dwuczęściowej obudowy (podstawa + zdejmowana pokrywa mocowana wkrętami) oraz końcówki pomiarowej z elementami pomiarowymi na jej końcu.
• Pomiędzy podstawą i pokrywą znajduje się gumowa uszczelka, zapewniająca stopień ochrony IP65 dla obudowy.
• Końcówka pomiarowa ma stopień ochrony IP40 i jest zabezpieczona nakręcaną osłoną z filtrem.
• Kabel wprowadzany jest przez okrągłe złącze z gniazdem M16 oraz wtyczką z gwintowanym łącznikiem; gniazdo jest trwale zamocowane do obudowy czujnika.
• Elektronika pomiarowa i elementy nastawcze znajdują się na płytce drukowanej wewnątrz pokrywy, natomiast zaciski podłączeniowe umieszczone są w podstawie.
• Czujnik przeznaczony jest do montażu na ścianie wewnątrz pomieszczeń.

Pomiar wilgotności względnej

• Wilgotność względna mierzona jest pojemnościowym elementem pomiarowym, którego pojemność zmienia się w funkcji wilgotności.
• Elektroniczny obwód pomiarowy przetwarza sygnał czujnika na liniowy sygnał wyjściowy 0...10 V DC na zacisku U1, odpowiadający zakresowi 0...100 % r.h.
• Typowa dokładność w warunkach odniesienia (23 °C, 24 V AC/DC) wynosi ±2 % r.h. w pełnym zakresie 0…100 % r.h.
• Zależność od temperatury wynosi maks. 0,05 % r.h./°C, a stała czasowa czujnika < 20 s (w typowych warunkach przepływu powietrza).

Pomiar temperatury

• Temperatura pomieszczenia mierzona jest elementem rezystancyjnym Pt1000, którego rezystancja zmienia się w funkcji temperatury.
• Elektronika przetwarza zmianę rezystancji na aktywny sygnał 0...10 V DC na zacisku U2.
• Wyjście U2 odpowiada wybranemu zakresowi temperatury:
  • 0...50 °C – zakres fabryczny (R2),
  • −35...+35 °C – zakres R1,
  • −40...+70 °C – zakres R3.
• Zakres aktywny wybierany jest za pomocą zwory na 6-pinowym złączu wewnątrz pokrywy.
• Typowa dokładność pomiaru:
  • ±0,3 K przy 23 °C,
  • ±0,6 K w zakresie 15…35 °C,
  • ±0,8 K w zakresie −35…+70 °C.
• Stała czasowa czujnika temperatury wynosi ok. 8,5 min (zależnie od ruchu powietrza i właściwości ściany).

Zachowanie w przypadku awarii

• W przypadku awarii czujnika temperatury sygnał wyjściowy U2 (temperatura) przyjmuje po ok. 60 s wartość 0 V, a sygnał wilgotności na wyjściu U1 rośnie do 10 V.
• W przypadku awarii czujnika wilgotności sygnał wyjściowy U1 (wilgotność) przyjmuje po ok. 60 s wartość 10 V, natomiast sygnał temperatury na U2 pozostaje aktywny.

Funkcje i możliwości

Wybór zakresu temperatury

• Wewnętrzny element nastawczy (6-pinowe złącze ze zworą) pozwala na wybór jednego z trzech aktywnych zakresów pomiarowych temperatury:
  • zwora w położeniu R1 – zakres −35...+35 °C,
  • zwora w położeniu R2 – zakres 0...50 °C (nastawa fabryczna),
  • zwora w położeniu R3 – zakres −40...+70 °C.

Funkcja testowania pętli

• Przesunięcie zwory w położenie poziome aktywuje funkcję testowania.
• W trybie testowym wyjścia czujnika przyjmują zdefiniowane wartości, umożliwiając szybkie sprawdzenie okablowania i prawidłowego działania wejść sterowników bez konieczności zmiany rzeczywistych warunków w pomieszczeniu.

Certyfikowana końcówka pomiarowa

• Przed dostarczeniem czujnik QFA4160 oraz jego wymienna końcówka pomiarowa AQF4150 otrzymują indywidualne numery seryjne, są rejestrowane i kalibrowane.
• Do każdego czujnika dostarczany jest certyfikat kalibracji, potwierdzający parametry pomiarowe.
• Końcówkę pomiarową AQF4150 można wymieniać bez konieczności demontażu całego czujnika z instalacji.

Zestaw serwisowy AQF3153 (opcja)

• Zestaw serwisowy zawiera 3 końcówki pomiarowe bez elementu pomiarowego, każda o ustalonej wartości temperatury i wilgotności:
  • 85 % r.h., 40 °C
  • 50 % r.h., 23 °C
  • 20 % r.h., 5 °C
• Po zamontowaniu końcówki z zestawu serwisowego, odpowiadające jej wartości są dostępne na wyjściach sygnałowych czujnika, z dokładnością jak dla funkcji testowania.
• Końcówki można wymieniać podczas pracy czujnika, co umożliwia szybkie testowanie pętli pomiarowej i diagnostykę systemu.

Dane techniczne

• Zasilanie:
  • 24 V AC ±20 %, 50/60 Hz
  • 13,5…35 V DC (SELV) lub 24 V AC/DC klasa 2 (US)
  • Pobór mocy: ≤ 1 VA
  • Zewnętrzne zabezpieczenie zasilania: bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A (charakterystyka B, C, D wg EN 60898) albo zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A
• Wyjścia analogowe (QFA4160):
  • U1: 0...10 V DC, liniowy, odpowiada 0...100 % r.h., obciążenie maks. ±1 mA
  • U2: 0...10 V DC, liniowy, odpowiada wybranemu zakresowi temperatury (0...50 / −35...+35 / −40...+70 °C), obciążenie maks. ±1 mA
• Czujnik wilgotności:
  • Zakres pomiarowy: 0...100 % r.h.
  • Dokładność przy 23 °C i 24 V AC/DC: ±2 % r.h. (0...100 % r.h.)
  • Zależność temperaturowa: ≤ 0,05 % r.h./°C
  • Stała czasowa: < 20 s
  • Metoda pomiaru: pojemnościowa
• Czujnik temperatury:
  • Element pomiarowy: Pt1000
  • Zakresy pomiarowe (wybierane zworą):
    • R1: −35...+35 °C
    • R2: 0...50 °C (nastawa fabryczna)
    • R3: −40...+70 °C
  • Dokładność pomiarowa:
    • ±0,3 K przy 23 °C
    • ±0,6 K w zakresie 15...35 °C
    • ±0,8 K w zakresie −35...+70 °C
  • Stała czasowa: ok. 8,5 min (zależnie od ruchu powietrza i pojemności termicznej ściany)
• Warunki pracy:
  • Temperatura obudowy z elektroniką: −40...+70 °C
  • Wilgotność otoczenia: 0...100 % r.h. (z kondensacją)
  • Warunki klimatyczne: klasa 4K2 wg IEC 60721-3-4
  • Warunki mechaniczne: klasa 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu i składowania:
  • Temperatura: −40...+70 °C
  • Wilgotność: < 95 % r.h.
  • Warunki klimatyczne: klasa 2K3 wg IEC 60721-3-2
  • Warunki mechaniczne: klasa 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Stopień ochrony:
  • Obudowa: IP65 wg EN 60529
  • Końcówka pomiarowa: IP40
• Bezpieczeństwo i normy:
  • Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
  • Standard produktu: EN 60730-1
  • Zgodność EMC: do zastosowań w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
  • Zgodność EU (CE), RCM
  • Certyfikacja UL: UL 873
• Przyłącza i okablowanie:
  • Zaciski: śrubowe, maks. przekrój żyły 0,75 mm²
  • Przepust kablowy: średnica zewnętrzna przewodu 4…8 mm
  • G, G0: zasilanie 24 V AC (SELV) lub 13,5...35 V DC
  • U1: wyjście 0...10 V DC wilgotności (0...100 % r.h.)
  • U2: wyjście 0...10 V DC temperatury (0...50 / −35...+35 / −40...+70 °C)
  • Zalecane stosowanie skrętki do linii sygnałowych i wtórnej strony zasilania; w środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi – kable ekranowane.
• Materiały i kolory:
  • Podstawa: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
  • Pokrywa: poliwęglan, RAL 7035 (jasnoszary)
  • Końcówka pomiarowa i osłona z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
  • Okrągłe złącze: gniazdo i wtyczka typu Lumberg
  • Czujnik nie zawiera silikonu
• Wymiary i masa:
  • Wymiary obudowy (QFA41.. bez wyświetlacza): ok. 80 × 84 × 39 mm (szer. × wys. × głęb.)
  • Masa (z opakowaniem): ok. 0,196 kg

Montaż i uruchomienie

• Montaż na wewnętrznej ścianie klimatyzowanego pomieszczenia, w reprezentatywnym miejscu dla warunków panujących w strefie przebywania ludzi.
• Zalecana wysokość montażu: ok. 1,5 m nad podłogą, w odległości co najmniej 0,5 m od sąsiednich ścian.
• Nie montować:
  • we wnękach, za zasłonami, na półkach ani za nimi,
  • nad lub w pobliżu źródeł ciepła,
  • na ścianach graniczących z kanałami kominowymi,
  • w miejscach narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne lub punktowe źródła światła.
• Pozycja montażowa: końcówka pomiarowa nie może być skierowana do góry; dopuszczalne jest ustawienie poziome lub w dół.
• Uszczelka pomiędzy obudową i pokrywą nie może być usuwana – jej brak uniemożliwia utrzymanie stopnia ochrony IP65.
• Elementy pomiarowe w końcówce są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – należy obchodzić się z czujnikiem ostrożnie podczas montażu.
• Przed włączeniem zasilania:
  • sprawdzić poprawność okablowania,
  • ustawić wewnątrz czujnika wymagany zakres pomiarowy temperatury (pozycja zwory R1/R2/R3).
• Do sprawdzenia okablowania i sygnałów wyjściowych można wykorzystać funkcję testowania lub opcjonalny zestaw serwisowy AQF3153.
• Przy projektowaniu i prowadzeniu kabli:
  • ograniczać równoległe prowadzenie przewodów sygnałowych i zasilających na długich odcinkach,
  • w razie potrzeby stosować przewody ekranowane,
  • przestrzegać dopuszczalnych długości linii zgodnie z kartą katalogową urządzenia współpracującego.

Akcesoria (opcjonalne)

• AQF4150 – certyfikowana, wymienna końcówka pomiarowa (część pomiarowa czujnika QFA4160)
• AQF3101 – osłona ochronna z filtrem (część zamienna końcówki pomiarowej)
• AQF3153 – zestaw serwisowy do diagnostyki (3 końcówki serwisowe o ustalonych wartościach 85 % r.h./40 °C, 50 % r.h./23 °C, 20 % r.h./5 °C)
• AQY2010 – kabel 3 m do pomiaru wyniesionego

Podsumowanie

Siemens QFA4160 to pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury o bardzo wysokiej dokładności, wyposażony w aktywną elektronikę 0...10 V DC, wymienną certyfikowaną końcówkę pomiarową oraz funkcję testowania ułatwiającą uruchomienie i diagnostykę. Szerokie zakresy pracy (−40…+70 °C, 0…100 % r.h.), wysoki stopień ochrony obudowy IP65, możliwość wyboru zakresu temperatury oraz dostarczany certyfikat kalibracji sprawiają, że QFA4160 jest idealnym wyborem do precyzyjnej regulacji mikroklimatu w wymagających aplikacjach HVAC.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z normami UE).
• Produkt zgodny z normą EN 60730-1.
• Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi. Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektroniczny zgodnie z Dyrektywą Europejską 2012/19/EU oraz lokalnymi przepisami.
• Urządzenie elektryczne niskonapięciowe, klasa bezpieczeństwa III. Zasilanie wyłącznie 24 V AC ±20% lub 13,5...35 V DC (SELV).
• Do zasilania czujnika należy stosować transformator na napięcie bezpieczne SELV z odseparowanymi uzwojeniami, przeznaczony do pracy ze 100% obciążeniem, zgodnie z lokalnymi przepisami bezpieczeństwa.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej powinno stanowić bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A, wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D wg EN 60898 albo zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Montaż, podłączenie i uruchomienie należy wykonywać zgodnie z dokumentacją producenta oraz przez personel posiadający odpowiednie kwalifikacje.
• Przed włączeniem zasilania należy sprawdzić poprawność okablowania. Nieprawidłowe podłączenie może spowodować błędne działanie urządzenia lub instalacji.
• Przy doborze i prowadzeniu przewodów należy przestrzegać dopuszczalnych długości kabli. W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane, a do wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych stosować skrętkę.
• Czujnik jest przeznaczony do montażu ściennego wewnątrz klimatyzowanego pomieszczenia, na ścianie wewnętrznej, na wysokości około 1,5 m nad podłogą i w odległości co najmniej 0,5 m od następnej ściany.
• Nie montować czujnika we wnękach, za zasłonami, nad ani w pobliżu źródeł ciepła, półek lub regałów, ani na ścianach, za którymi znajdują się kanały kominowe.
• Nie narażać czujnika na działanie punktowych źródeł światła ani bezpośredniego promieniowania słonecznego.
• Nie montować urządzenia z końcówką pomiarową skierowaną do góry. Montaż należy wykonywać wyłącznie w dopuszczalnej pozycji określonej przez producenta.
• Nie usuwać uszczelki pomiędzy obudową i pokrywą. Jej usunięcie powoduje utratę stopnia ochrony IP65 obudowy.
• Elementy pomiarowe w końcówce pomiarowej są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy. Podczas montażu i obsługi należy zachować szczególną ostrożność, aby nie uszkodzić czujnika.
• Stopień ochrony obudowy wynosi IP65, natomiast końcówki pomiarowej IP40. Urządzenie należy stosować wyłącznie w warunkach środowiskowych dopuszczonych przez producenta.
• Dopuszczalny zakres temperatury pracy obudowy z elektroniką wynosi od -40 do +70 °C, a wilgotności 0...100% r.h. z kondensacją.

Pliki do pobrania:
QFA4160 Karta katalogowa