QFM2101 Kanałowy czujnik wilgotności, 4..20 [mA]; 0..100 %[r.h.]

QFM2101 to kanałowy czujnik wilgotności względnej z serii Symaro™ firmy Siemens, przeznaczony do precyzyjnego pomiaru 0…100 % r.h. w kanałach powietrznych instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Urządzenie generuje standardowy sygnał 4…20 mA (pętla 2‑przewodowa) przy zasilaniu 13,5…35 V DC, zapewnia dokładność pomiaru rzędu ±3 % r.h. w typowym zakresie komfortu oraz wytrzymałą obudowę o stopniu ochrony IP54.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFM2101
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik wilgotności względnej powietrza bez wyjścia temperatury
• Zastosowanie: instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne (HVAC) – pomiar wilgotności w kanałach powietrza nawiewanego i wywiewanego
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres zastosowania (otoczenie czujnika): –15…+60 °C / 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Sygnał wyjściowy wilgotności: 4…20 mA, liniowy 0…100 % r.h. (pętla 2‑przewodowa)
• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Dokładność pomiaru wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±5 % r.h. w zakresie 0…95 % r.h.; typowo ±3 % r.h. w zakresie 30…70 % r.h.
• Czas reakcji (stała czasowa): < 20 s przy 0…50 °C i 10…80 % r.h.
• Dopuszczalna prędkość powietrza w kanale: do 20 m/s
• Stopień ochrony obudowy: IP54 (przy zamontowaniu i ustawieniu dławika kablowego w dół)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe do przewodów 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Dławik kablowy: M16 × 1,5 (w komplecie)
• Materiał obudowy i trzpienia: poliwęglan (RAL 7001 – srebrno-szary, RAL 7035 – jasno-szary)
• Kołnierz montażowy: PA 66 (czarny), dostarczany z czujnikiem
• Czujnik bezsilikonowy: konstrukcja całkowicie bez silikonu
• Długość trzpienia zanurzeniowego: 222 mm
• Głębokość zanurzenia w kanale: regulowana, min. 90 mm, maks. 154 mm
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,18 kg

Zastosowanie

Czujnik QFM2101 przeznaczony jest do pomiaru wilgotności względnej powietrza w kanałach instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Może być stosowany jako:

• Czujnik regulacyjny wilgotności powietrza nawiewanego lub wywiewanego w centralach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.
• Czujnik odniesienia, np. do korekcji lub przesunięcia punktu rosy w układach regulacji.
• Czujnik ograniczający – do ochrony kanałów i urządzeń (np. nawilżaczy parowych) przed nadmierną wilgotnością.
• Czujnik pomiarowy współpracujący z regulatorami, sterownikami PLC lub systemami BMS poprzez wejścia prądowe 4…20 mA, w celu wyświetlania wartości lub ich rejestracji.
• Czujnik do układów entalpii i wilgotności bezwzględnej – w połączeniu z przekształtnikiem sygnałów SEZ220.

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Wilgotność względna powietrza w kanale mierzona jest za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się w funkcji wilgotności.
• Elektroniczny układ pomiarowy przetwarza sygnał z elementu czujnikowego na ciągły sygnał prądowy 4…20 mA, odpowiadający pełnemu zakresowi 0…100 % r.h.
• Charakterystyka wyjścia jest liniowa w całym zakresie pomiarowym.

Wyjście 4…20 mA (2‑przewodowe)

• Czujnik pracuje w układzie 2‑przewodowej pętli prądowej; zacisk G1 pełni funkcję dodatniego bieguna zasilania, a zacisk I1 – wyjścia prądowego (biegun ujemny).
• Zakres wyjścia: 4…20 mA = 0…100 % r.h.
• Maksymalne obciążenie pętli: 500 Ω.
• Zasilanie pętli: 13,5…35 V DC, napięcie bezpieczne SELV.

Funkcja testowania

• Wewnątrz pokrywy znajduje się element nastawczy (6‑pinowe złącze ze zworą), który umożliwia m.in. włączenie funkcji testowania.
• W trybie testowym sygnał wyjściowy przyjmuje z góry zdefiniowane wartości, co pozwala sprawdzić okablowanie, poprawność podłączenia pętli 4…20 mA oraz skalowanie wejścia regulatora.

Zachowanie w przypadku awarii

• W przypadku awarii czujnika wilgotności prąd w pętli na wyjściu I1 po ok. 60 sekundach przyjmuje wartość 20 mA, co umożliwia wykrycie uszkodzenia przez system nadrzędny.

Budowa

• Czujnik składa się z dwuczęściowej obudowy (podstawa + zdejmowana pokrywa mocowana zatrzaskowo), trzpienia zanurzeniowego z końcówką pomiarową, kołnierza montażowego oraz zacisków podłączeniowych.
• Elektronika pomiarowa i elementy nastawcze znajdują się na płytce drukowanej wewnątrz pokrywy, natomiast zaciski przyłączeniowe umieszczone są w podstawie.
• Element pomiarowy wilgotności umieszczony jest na końcu trzpienia i zabezpieczony nakręcaną osłoną ochronną z filtrem.
• Trzpień zanurzeniowy i obudowa wykonane są z poliwęglanu w kolorach srebrno‑szarym (RAL 7001) i jasno‑szarym (RAL 7035); czujnik jest trwale zintegrowany z obudową.
• Przewód wprowadza się przez dołączony dławik kablowy M16 × 1,5, który wkręca się w obudowę.
• Czujnik dostarczany jest z kołnierzem montażowym umożliwiającym regulację głębokości zanurzenia w kanale.

Wyposażenie dodatkowe

Jako części zamienne dostępne są osłony ochronne z filtrem:

• AQF3101 – korpus z poliwęglanu (RAL 7001), filtr z membrany PTFE (biały).
• AQF3102 – spiekany filtr katalityczny PTFE do środowisk z H₂O₂.
• AQF3103 – spiekana stal nierdzewna wg DIN 17440.

Montaż

• Czujnik montuje się na kanale tak, aby trzpień pomiarowy znajdował się pośrodku przekroju kanału powietrznego.
• Przy współpracy z nawilżaczami parowymi odległość czujnika od nawilżacza powinna wynosić co najmniej 3 m, a maksymalnie 10 m.
• Przy zastosowaniu do korekcji punktu rosy czujnik należy zainstalować w kanale powietrza wywiewanego.
• Możliwy jest montaż z kołnierzem montażowym lub bez niego. W przypadku użycia kołnierza, najpierw mocuje się kołnierz do kanału, a następnie wsuwany jest w niego czujnik i blokowany w odpowiedniej pozycji.
• Aby zachować stopień ochrony IP54, czujnik musi być zainstalowany tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Elementy pomiarowe w trzpieniu są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy unikać uszkodzeń mechanicznych.
• Wysokie stężenia oparów chemicznych przy długiej ekspozycji mogą powodować trwałe odchylenia wskazań wilgotności, dlatego należy unikać takich warunków pracy.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie i sygnał wyjściowy realizowane są przez jedną pętlę 4…20 mA:
  • G1 (+): dodatni biegun zasilania 13,5…35 V DC
  • I1 (–): wyjście prądowe 4…20 mA (0…100 % r.h.)
• Zasilacz musi spełniać wymagania SELV; wtórna strona powinna być zabezpieczona bezpiecznikiem zwłocznym maks. 10 A, wyłącznikiem nadprądowym maks. 13 A (charakterystyka B, C lub D wg EN 60898) lub mieć ograniczenie prądu do 10 A.
• Dopuszczalna długość przewodów zależy od wymagań urządzenia współpracującego (wejścia 4…20 mA).
• Do linii zasilających i sygnałowych zaleca się stosowanie skrętki, a w środowiskach o podwyższonym poziomie zakłóceń elektromagnetycznych – kabla ekranowanego.
• Im dłuższe i gęściej prowadzone równolegle przewody, tym większe ryzyko zakłóceń; należy unikać długich odcinków równoległego prowadzenia z kablami mocy.
• Przed załączeniem zasilania należy sprawdzić poprawność okablowania; weryfikację sygnału 4…20 mA można przeprowadzić z użyciem funkcji testowania wbudowanej w czujnik.

Dane techniczne

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Zakres zastosowania (obudowa z elektroniką): –15…+60 °C; 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Transport i składowanie: –25…+70 °C; wilgotność < 95 % r.h.; klasa środowiskowa 2K3 / 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres zastosowania wilgotności: 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Dokładność pomiaru (23 °C, 24 V AC/DC):
  • 0…95 % r.h.: ±5 % r.h.
  • 30…70 % r.h.: typowo ±3 % r.h.
• Czas reakcji (0…50 °C, 10…80 % r.h.): < 20 s
• Dopuszczalna prędkość powietrza: do 20 m/s
• Wyjście wilgotności (I1): 4…20 mA = 0…100 % r.h., maks. obciążenie 500 Ω
• Stopień ochrony: IP54 wg EN 60529 (zamontowany, dławik w dół)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Standard produktu: EN 60730-1 – automatyczne regulatory elektryczne do użytku domowego i podobnego
• Zgodność EMC: do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Certyfikaty i oznaczenia: CE, RCM, UL 873 (nie dotyczy typu QFM2160), UKCA
• Materiały:
  • Podstawa: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno‑szary)
  • Pokrywa: poliwęglan, RAL 7035 (jasno‑szary)
  • Trzpień zanurzeniowy: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno‑szary)
  • Kołnierz montażowy: PA 66 (czarny)
  • Dławik kablowy: PA, RAL 7035 (jasno‑szary)

Podsumowanie

Siemens QFM2101 to kompaktowy, kanałowy czujnik wilgotności względnej 0…100 % r.h. z wyjściem 4…20 mA i zasilaniem 13,5…35 V DC, przeznaczony do zastosowań w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Dokładny pomiar (typowo ±3 % r.h. w zakresie komfortu), krótki czas reakcji, wysoki stopień ochrony IP54, odporność na prędkość powietrza do 20 m/s oraz bezsilikonowa, trwała obudowa z kołnierzem montażowym sprawiają, że QFM2101 jest uniwersalnym i niezawodnym rozwiązaniem do regulacji i monitoringu wilgotności w kanałach powietrznych systemów HVAC.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z normami UE).
• Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektroniczny zgodnie z lokalnymi przepisami. Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi.
• Montaż, podłączenie i uruchomienie należy wykonywać wyłącznie zgodnie z dokumentacją producenta oraz przez odpowiednio wykwalifikowany personel.
• Urządzenie jest przeznaczone do zasilania napięciem 13,5...35 V DC. Nie stosować zasilania o parametrach innych niż podane przez producenta.
• Do zasilania należy stosować obwody niskiego napięcia bezpiecznego SELV. Dobór i zabezpieczenie zasilania muszą być wykonane zgodnie z lokalnymi przepisami bezpieczeństwa.
• Przed włączeniem zasilania należy sprawdzić prawidłowość okablowania. Nieprawidłowe podłączenie może spowodować nieprawidłową pracę urządzenia lub uszkodzenie instalacji.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej powinno stanowić bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A, wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D według EN 60898 albo zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Urządzenie należy montować w kanale wentylacyjnym zgodnie z instrukcją producenta. Aby zachować stopień ochrony IP54, czujnik musi być zamontowany tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Elementy pomiarowe znajdujące się w trzpieniu pomiarowym są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy. Podczas transportu, montażu i eksploatacji należy obchodzić się z urządzeniem ostrożnie.
• Urządzenie przeznaczone jest do pracy w zakresie 0...95 % wilgotności względnej bez kondensacji. Nie używać w warunkach powodujących skraplanie wilgoci.
• Przy prowadzeniu przewodów należy przestrzegać dopuszczalnych długości kabli oraz stosować odpowiednie prowadzenie przewodów. W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane, a do zasilania i linii sygnałowych skrętkę.
• Czujnik należy montować pośrodku ściany kanału. W przypadku współpracy z nawilżaczami parowymi należy zachować odległość montażu od 3 m do 10 m od nawilżacza.
• Urządzenie posiada wyjście prądowe 4...20 mA i jest przeznaczone do współpracy wyłącznie z systemami lub urządzeniami zgodnymi z parametrami wyjścia podanymi przez producenta.
• Stopień ochrony obudowy IP54 obowiązuje wyłącznie dla urządzenia prawidłowo zamontowanego.
• Nie stosować urządzenia poza zakresem temperatur pracy obudowy z elektroniką od -15 do +60 °C.

Pliki do pobrania:
QFM2101 Karta katalogowa
QFM2101 Instrukcja montażu