QFA4171 Pomieszczeniowy czujnik temperatury i wilgotności, o wysokiej dokładności, z kalibracją, 4..20 [mA]; 0..100 %[r.h.] / 4..20 [mA]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C] lub -40..+70 [°C]

QFA4171 to precyzyjny pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury serii Symaro, przeznaczony do wymagających instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Wyposażony jest w dwa aktywne wyjścia prądowe 4…20 mA (osobno dla wilgotności i temperatury), zasilanie 13,5…35 V DC (SELV) oraz wymienną końcówkę pomiarową z certyfikatem kalibracji, co zapewnia bardzo wysoką dokładność i stabilność pomiaru w pełnym zakresie roboczym.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro
• Model: QFA4171
• Typ urządzenia: pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z certyfikowaną kalibracją
• Napięcie zasilające: 13,5…35 V DC (SELV)
• Wyjścia sygnałowe: 2 × aktywne wyjście prądowe 4…20 mA:
  • I1: wilgotność względna 0…100 % r.h.
  • I2: temperatura (zakres wybierany zworą)
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność pomiaru wilgotności: ±2 % r.h. w zakresie 0…100 % r.h. (przy 23 °C)
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Zakres pomiarowy temperatury: wybierany zworą:
  • R2 (nastawa fabryczna): 0…50 °C
  • R1: −35…+35 °C
  • R3: −40…+70 °C
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Dokładność pomiaru 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 (praca): −40…+70 °C / 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Metoda pomiaru wilgotności: pojemnościowy element pomiarowy
• Funkcja testowania: wbudowana funkcja testowania pętli sygnałowej (aktywowany zworą)
• Certyfikat kalibracji: indywidualny numer seryjny czujnika i końcówki pomiarowej, fabryczna kalibracja z dołączonym certyfikatem
• Stopień ochrony obudowy: IP65 (obudowa), IP40 (końcówka pomiarowa)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Obudowa: poliwęglan, podstawa RAL 7001 (srebrnoszary), pokrywa RAL 7035 (jasnoszary)
• Końcówka pomiarowa i osłona z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
• Połączenie elektryczne: okrągłe złącze podłączeniowe z gwintem M16 i wtyczką z gwintowanym łącznikiem, zaciski śrubowe (przekrój żyły do 0,75 mm²), przepust kablowy Ø 4…8 mm
• Środowisko pracy: do zastosowań w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Zgodność i certyfikaty: EN 60730‑1, oznakowanie CE, RCM, UL 873
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,196 kg (czujnik bez wyświetlacza)
• Konstrukcja bezsilikonowa: czujnik w całości nie zawiera silikonu

Zastosowanie

QFA4171 przeznaczony jest do precyzyjnego pomiaru wilgotności względnej i temperatury w pomieszczeniach w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, w których wymagana jest:

• bardzo wysoka dokładność i niezawodność pomiaru,
• regularna kalibracja i okresowa kontrola czujnika.

Typowe obiekty, w których stosuje się QFA4171:

• magazyny i fabryki artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych,
• laboratoria i pomieszczenia badawcze,
• szpitale i obiekty służby zdrowia,
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie,
• cieplarnie oraz inne pomieszczenia o podwyższonych wymaganiach dot. klimatu.

Sygnały prądowe 4…20 mA mogą być podłączone do wszystkich systemów i urządzeń automatyki, które akceptują standardowy sygnał 4…20 mA. Przy obliczaniu entalpii, różnicy entalpii, wilgotności bezwzględnej, punktu rosy lub przy wyborze maksimum / minimum bądź uśrednianiu sygnałów zalecane jest stosowanie przekształtnika sygnałów SEZ220.

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Wilgotność względna mierzona jest pojemnościowym elementem pomiarowym, którego pojemność elektryczna zmienia się wraz z wilgotnością powietrza.
• Elektronika przetwarza sygnał elementu pomiarowego na liniowy sygnał prądowy 4…20 mA (zacisk I1) odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h..
• Dokładność: ±2 % r.h. przy 23 °C w pełnym zakresie 0…100 % r.h.
• Zależność temperaturowa: ≤0,05 % r.h./°C.
• Stała czasowa: < 20 s (zależnie od prędkości przepływu powietrza wokół końcówki pomiarowej).

Pomiar temperatury

• Temperatura mierzona jest rezystancyjnym elementem pomiarowym Pt1000, którego opór zmienia się wraz z temperaturą.
• Zmiana rezystancji przetwarzana jest na aktywny sygnał prądowy 4…20 mA na zacisku I2.
• Zakresy pomiarowe temperatury (wybierane zworą):
  • R1: −35…+35 °C
  • R2: 0…50 °C (nastawa fabryczna)
  • R3: −40…+70 °C
• Dokładność:
  • ±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 cieplnej ściany, na której zamontowano czujnik).

Konfiguracja zakresu temperatury i funkcja testowania

• Wewnątrz pokrywy znajduje się 6-pinowe złącze ze zworą, służące do:
  • wyboru aktywnego zakresu temperatury (R1 / R2 / R3),
  • uaktywnienia funkcji testowania.
• Wybór 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: po ustawieniu zwory w położeniu poziomym czujnik przechodzi w tryb testowy; na wyjściach prądowych 4…20 mA pojawiają się zdefiniowane wartości, co umożliwia szybkie sprawdzenie okablowania i pętli pomiarowej bez konieczności zmiany warunków w pomieszczeniu.
• Dodatkowo dostępny jest zestaw serwisowy AQF3153 składający się z trzech końcówek pomiarowych o zadanych punktach (85 % r.h./40 °C, 50 % r.h./23 °C, 20 % r.h./5 °C). Po ich zamontowaniu wartości odpowiadające tym warunkom są dostępne na wyjściach I1 i I2, z dokładnością jak dla funkcji testowania.

Zachowanie w przypadku awarii

• W przypadku awarii czujnika temperatury:
  • sygnał wyjściowy temperatury I2 po ok. 60 s przyjmuje wartość 4 mA,
  • sygnał wyjściowy wilgotności I1 wzrasta do wartości 20 mA.
• W przypadku awarii czujnika wilgotności:
  • sygnał wyjściowy wilgotności I1 po ok. 60 s przyjmuje wartość 20 mA,
  • sygnał wyjściowy temperatury I2 pozostaje aktywny (zgodnie z rzeczywistą temperaturą).

Budowa

• Obudowa dwuczęściowa: podstawa i zdejmowana pokrywa mocowana wkrętami.
• Uszczelnienie: pomiędzy podstawą a pokrywą znajduje się gumowa uszczelka zapewniająca stopień ochrony IP65; uszczelka nie może być usuwana.
• Końcówka pomiarowa: przykręcana do obudowy, stopień ochrony IP40.
• Element pomiarowy: umieszczony na końcu końcówki, zabezpieczony nakręcaną osłoną ochronną z filtrem; element jest wrażliwy na uderzenia i wstrząsy, dlatego należy zachować ostrożność przy montażu.
• Okrągłe złącze podłączeniowe: gniazdo z gwintem M16 zamocowane na obudowie, z wtyczką z gwintowanym łącznikiem (niezmontowaną fabrycznie), zapewniającą szczelne wprowadzenie kabla.
• Zaciski podłączeniowe: śrubowe, dla przewodów o przekroju do 0,75 mm².
• Konstrukcja bezsilikonowa: wszystkie elementy czujnika wykonane bez użycia silikonu.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zaciski:
  • G1, G2: zasilanie 13,5…35 V DC
  • I1: wyjście prądowe 4…20 mA – wilgotność względna 0…100 % r.h.
  • I2: wyjście prądowe 4…20 mA – temperatura (wg ustawionego zakresu R1/R2/R3)
• Wymóg dla QFA4171: zaciski G1 (+) i I1 (−) wyjścia wilgotności muszą być zawsze podłączone do zasilania, nawet wtedy, gdy wykorzystywane jest tylko wyjście temperatury G2 (+) i I2 (−).
• Zasilanie: wymagany jest zasilacz zapewniający napięcie SELV 13,5…35 V DC, z odseparowanymi uzwojeniami i przystosowany do pracy ze 100 % obciążeniem.
• Zabezpieczenie linii zasilającej: bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D wg EN 60898, albo zasilacz z ograniczeniem prądu do 10 A.
• Pobór mocy: ≤1 VA.
• Maksymalna długość przewodów sygnałowych: zgodnie z kartą katalogową urządzenia współpracującego.
• Prowadzenie kabli:
  • im dłuższe odcinki prowadzone równolegle i im mniejsza odległość między kablami, tym większe potencjalne zakłócenia,
  • w środowiskach o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych należy stosować kable ekranowane,
  • dla wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych wymagana jest skrętka.

Wskazówki montażowe

• Miejsce montażu: na wewnętrznej ścianie klimatyzowanego pomieszczenia.
• Unikać montażu:
  • we wnękach, za zasłonami,
  • nad lub w pobliżu źródeł ciepła (grzejniki, urządzenia emitujące ciepło),
  • za półkami, regałami lub innymi elementami ograniczającymi przepływ powietrza,
  • na ścianach przylegających do kanałów kominowych,
  • w miejscach narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne lub punktowe źródła światła.
• Wysokość montażu: ok. 1,5 m nad podłogą, w reprezentatywnym miejscu użytkowanego pomieszczenia.
• Odległość od narożników / ścian: co najmniej 0,5 m od najbliższej ściany.
• Pozycja montażu: czujnik nie może być montowany z końcówką pomiarową skierowaną do góry (dla zapewnienia prawidłowego pomiaru i ochrony elementu pomiarowego).
• Podczas montażu należy zachować ostrożność, aby nie uszkodzić czułego elementu pomiarowego w końcówce.

Dane techniczne

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV)
• Pobór mocy: ≤1 VA
• Wyjścia sygnałowe:
  • I1 – 4…20 mA, 0…100 % r.h. (obciążenie zgodnie z wykresem obciążenia w dokumentacji)
  • I2 – 4…20 mA, 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C (w zależności od ustawienia R1/R2/R3; obciążenie jak wyżej)
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności: ±2 % r.h. (0…100 % r.h. przy 23 °C)
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Zakres pomiarowy temperatury: 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C (wybierany zworą)
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Dokładność temperatury: ±0,3 K (23 °C); ±0,6 K (15…35 °C); ±0,8 K (−35…+70 °C)
• Stała czasowa temperatury: ok. 8,5 min
• Stopień ochrony: IP65 (obudowa), IP40 (końcówka pomiarowa)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Warunki pracy:
  • temperatura obudowy z elektroniką: −40…+70 °C
  • wilgotność otoczenia: 0…100 % r.h. (z kondensacją)
  • warunki mechaniczne: klasa 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu:
  • temperatura: −40…+70 °C
  • wilgotność: <95 % r.h.
  • warunki mechaniczne: klasa 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Materiały:
  • podstawa: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
  • pokrywa: poliwęglan, RAL 7035 (jasnoszary)
  • końcówka pomiarowa: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
  • osłona ochronna z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
  • złącze okrągłe z wtyczką i gniazdem – tworzywa sztuczne i styki CuZn, niklowane
• Opakowanie: karton

Wyposażenie dodatkowe

• AQF4150: certyfikowana, wymienna końcówka pomiarowa
• AQF3101: osłona ochronna z filtrem (część zamienna)
• AQF3153: zestaw serwisowy (3 końcówki pomiarowe do celów diagnostycznych i testu pętli)
• AQY2010: kabel 3 m do pomiaru wyniesionego

Podsumowanie

Siemens QFA4171 to zaawansowany czujnik pomieszczeniowy wilgotności i temperatury z wyjściami 4…20 mA i zasilaniem 13,5…35 V DC, zaprojektowany do pracy w wymagających instalacjach HVAC. Pojemnościowy pomiar wilgotności, rezystancyjny pomiar temperatury Pt1000, fabryczna kalibracja z certyfikatem, szerokie zakresy pomiarowe oraz funkcja testowania pętli sygnałowej zapewniają wysoką precyzję, niezawodność i łatwość uruchomienia w aplikacjach o krytycznych wymaganiach dotyczących klimatu pomieszczeń.

Pliki do pobrania:
QFA4171 Karta katalogowa