QFM3100 Kanałowy czujnik wilgotności, o wysokiej dokładności, 0..10 [V]; 0..100 %[r.h.]

QFM3100 to precyzyjny, kanałowy czujnik wilgotności względnej z rodziny Symaro™, przeznaczony do instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych HVAC. Mierzy pełny zakres 0…100 % wilgotności względnej w kanałach powietrznych, wykorzystując pojemnościową metodę pomiaru, a sygnał wyjściowy udostępnia w postaci 0…5 V / 0…10 V DC lub 4…20 mA (3‑przewodowo). Zasilanie 24 V AC lub 13,5…35 V DC, szczelna obudowa IP65 oraz funkcja testowania sprawiają, że QFM3100 idealnie nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej dokładności, niezawodności i szybkiej reakcji.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFM3100
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik wilgotności względnej (bez wyjścia temperatury)
• Zastosowanie: precyzyjny pomiar i regulacja wilgotności w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC)
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność pomiaru wilgotności: ±2 % r.h. w pełnym zakresie 0…100 % (przy 23 °C i 24 V AC/DC)
• Zależność temperaturowa: ≤0,1 % r.h./°C
• Stała czasowa: < 20 s
• Maksymalna prędkość powietrza w kanale: do 20 m/s
• Metoda pomiaru: pojemnościowy element wilgotności
• Sygnał wyjściowy (wilgotność): aktywny, liniowy 0…5 V, 0…10 V DC lub 4…20 mA (3‑przewodowy), 0…100 % r.h.
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20 % lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy (QFM3100): < 1,7 VA przy wyjściu napięciowym, < 2,0 VA przy wyjściu prądowym
• Zakres zastosowania (obudowa z elektroniką): −40…+70 °C, 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Stopień ochrony obudowy: IP65 wg EN 60529 (czujnik zamontowany)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe dla 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Dławik kablowy: M16 × 1,5 (w komplecie z czujnikiem)
• Końcówka pomiarowa: wymienna, typ AQF3150, z nakręcaną osłoną ochronną z filtrem
• Obudowa i trzpień: poliwęglan, podstawa i trzpień w kolorze RAL 7001 (srebrnoszary), pokrywa RAL 7035 (jasnoszary)
• Długość trzpienia zanurzeniowego: 235 mm (głębokość zanurzenia ok. 90…206 mm z kołnierzem)
• Średnica trzpienia: ok. 15 mm
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,21 kg (czujnik bez wyświetlacza)
• Czujnik bezsilikonowy: urządzenie w całości nie zawiera silikonu
• Zgodność: EN 60730-1, wymagania EMC dla środowisk mieszkaniowych, komercyjnych, lekko uprzemysłowionych i przemysłowych; deklarowana zgodność EU (CE), RCM, UL, UKCA

Zastosowanie

QFM3100 przeznaczony jest do precyzyjnego pomiaru wilgotności względnej w kanałach powietrza nawiewanego i wywiewanego w instalacjach HVAC, w szczególności tam, gdzie wymagana jest wysoka dokładność, stabilność długoterminowa i szybka reakcja układu pomiarowego.

Typowe obiekty i aplikacje:

• magazyny i zakłady produkcyjne artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych itp.
• laboratoria i pomieszczenia badawcze
• szpitale i obiekty opieki zdrowotnej
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie
• kryte pływalnie
• cieplarnie i szklarnie

QFM3100 może pracować jako:

• czujnik regulacyjny wilgotności powietrza nawiewanego lub wywiewanego,
• czujnik ograniczający maksymalną wilgotność powietrza nawiewanego za nawilżaczem parowym,
• czujnik pomiarowy do wizualizacji wartości wilgotności lub podłączenia do systemu BMS,
• czujnik wilgotności w układach z przekształtnikiem sygnałów SEZ220, np. przy obliczaniu entalpii, wilgotności bezwzględnej lub punktu rosy (zgodnie z kartą katalogową SEZ220).

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Wilgotność względna mierzona jest w kanale powietrznym za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się wraz z wilgotnością.
• Elektronika czujnika przetwarza sygnał elementu pomiarowego na ciągły, liniowy sygnał wyjściowy 0…5 V, 0…10 V DC lub 4…20 mA, odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h.
• Wysoka dokładność (±2 % r.h. przy 23 °C) oraz mały dryft długoterminowy (< 1 % r.h./rok) zapewniają stabilną pracę układów regulacji przez długi czas.

Funkcja testowania i diagnostyka

• QFM3100 posiada wbudowaną funkcję testowania, aktywowaną zworką na 6‑pinowym złączu wewnątrz pokrywy czujnika.
• Po włączeniu funkcji testowania sygnał wyjściowy przyjmuje zdefiniowane wartości, co umożliwia wygodne sprawdzenie okablowania, działania wejść sterownika oraz skalowania sygnału bez konieczności zmiany wilgotności w kanale.
• W przypadku awarii elementu pomiarowego wilgotności sygnał wyjściowy jest po ok. 60 s forsowany do wartości alarmowej (10 V / 5 V DC lub 20 mA), co ułatwia wykrywanie uszkodzeń przez automatykę nadrzędną.

Budowa czujnika

• Czujnik składa się z dwuczęściowej obudowy (podstawa + przykręcana pokrywa z uszczelką), obwodu drukowanego, zacisków przyłączeniowych, trzpienia zanurzeniowego oraz końcówki pomiarowej.
• Elektronika pomiarowa i elementy nastawcze (złącze ze zworką) znajdują się wewnątrz pokrywy, a zaciski przyłączeniowe – w podstawie obudowy.
• Końcówka pomiarowa z elementem wilgotności zamontowana jest na końcu trzpienia zanurzeniowego i zabezpieczona nakręcaną osłoną ochronną z filtrem.
• Trzpień zanurzeniowy i obudowa wykonane są z poliwęglanu; pomiędzy podstawą i pokrywą znajduje się gumowa uszczelka, zapewniająca stopień ochrony IP65.
• Przewód wprowadzany jest do obudowy przez dławik kablowy M16 × 1,5 (dostarczany z czujnikiem).

Zestaw serwisowy AQF3153 (diagnostyka)

• Dostępny osobno zestaw serwisowy AQF3153 zawiera 3 końcówki pomiarowe (bez elementu pomiarowego), każda o ustalonej wilgotności i temperaturze:
  • 85 % r.h., 40 °C
  • 50 % r.h., 23 °C
  • 20 % r.h., 5 °C
• Podczas pracy czujnika końcówki mogą być wymieniane „na żywo”, a odpowiadające im wartości pojawiają się na wyjściu pomiarowym z taką samą dokładnością jak przy funkcji testowania.
• Zestaw serwisowy służy do szybkiego sprawdzenia działania czujnika i toru sygnałowego w instalacji.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: 24 V AC ±20 % (50/60 Hz) lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US).
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej: 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.
• Przyłącza: zaciski śrubowe dla przewodów 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm².
• Zaciski zasilania (QFM3100): G, G0 – napięcie zasilania 24 V AC / 13,5…35 V DC.
• Zacisk wyjściowy wilgotności: U1 – sygnał aktywny 0…5 V, 0…10 V DC lub 4…20 mA, odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h.
• Obciążenie wyjścia prądowego: maks. 500 Ω (4…20 mA).
• Maksymalna dopuszczalna długość przewodów zależy od urządzenia współpracującego (sterownik, regulator) – należy stosować się do jego karty katalogowej.
• Dla wtórnej strony zasilania oraz linii sygnałowych zalecane są przewody skręcane; w środowiskach o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych należy stosować kable ekranowane.
• Im dłuższe są równolegle prowadzone przewody i im mniejsza odległość między nimi, tym większe mogą być zakłócenia – należy unikać prowadzenia przewodów sygnałowych blisko kabli zasilających o dużych prądach.

Dane techniczne

• Napięcie zasilające: 24 V AC ±20 % lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Częstotliwość (dla AC): 50/60 Hz
• Pobór mocy QFM3100: < 1,7 VA (wyjście napięciowe „U”), < 2,0 VA (wyjście prądowe „I”)
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (przy 23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h. w zakresie 0…100 %
• Zależność temperaturowa: ≤0,1 % r.h./°C
• Dryft długoterminowy: < 1 % r.h./rok
• Stała czasowa: < 20 s
• Maks. prędkość powietrza nawiewanego: 20 m/s
• Sygnał wyjściowy (wilgotność, zacisk U1): 0…5 V, 0…10 V DC lub 4…20 mA, 0…100 % r.h., wyjście liniowe
• Obciążenie wyjścia prądowego: maks. 500 Ω (4…20 mA)
• Stopień ochrony obudowy: IP65 (zamontowany), wg EN 60529
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): −40…+70 °C, 0…100 % r.h. (z kondensacją), klasa klimatyczna 4K2 wg IEC 60721-3-4, warunki mechaniczne klasa 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu: −40…+70 °C, < 95 % r.h., klasa 2K3 / 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Materiał obudowy (podstawa): poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
• Materiał obudowy (pokrywa): poliwęglan, RAL 7035 (jasnoszary)
• Trzpień zanurzeniowy: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
• Osłona ochronna z filtrem: korpus z poliwęglanu, membrana PTFE (biała); dostępne również wersje AQF3102 (spiekany filtr katalityczny PTFE do środowisk H₂O₂) oraz AQF3103 (spiekana stal nierdzewna wg DIN 17440)
• Kołnierz montażowy: PA 66 (czarny)
• Dławik kablowy: PA, RAL 7035 (jasnoszary), gwint M16 × 1,5
• Czujnik bezsilikonowy: konstrukcja wolna od silikonu
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,208 kg (czujnik bez wyświetlacza)

Wyposażenie dodatkowe (opcjonalne)

• AQF3101 / AQF3102 / AQF3103: osłony ochronne z filtrem (części zamienne, różne typy filtrów – standardowa membrana PTFE, filtr katalityczny PTFE do H₂O₂, filtr ze spiekanej stali nierdzewnej)
• AQF3150: wymienna końcówka pomiarowa do QFM3100
• AQF3153: zestaw serwisowy z trzema końcówkami o ustalonych wartościach wilgotności i temperatury (do diagnostyki)
• AQY2010: przewód 3 m do pomiaru wyniesionego

Montaż

• Czujnik montuje się pośrodku ściany kanału, tak aby element pomiarowy znajdował się w reprezentatywnym strumieniu powietrza.
• Przy zastosowaniu z nawilżaczami parowymi odległość czujnika od nawilżacza powinna wynosić co najmniej 3 m, a maksymalnie 10 m.
• Do korekty punktu rosy czujnik należy montować w kanale powietrza wywiewanego.
• Montować można z kołnierzem montażowym lub bez. Przy użyciu kołnierza do kanału mocowany jest tylko kołnierz, a sam czujnik wsuwany jest w kołnierz i zabezpieczany.
• Głębokość zanurzenia trzpienia regulowana jest kołnierzem w zakresie ok. 90…206 mm.
• Uszczelka pomiędzy obudową a pokrywą nie może być usuwana, w przeciwnym razie nie będzie zapewniony stopień ochrony IP65.
• Element pomiarowy w końcówce jest wrażliwy na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować szczególną ostrożność.
• Instrukcja montażu wydrukowana jest na opakowaniu czujnika.

Podsumowanie

Siemens QFM3100 to wysokojakościowy, kanałowy czujnik wilgotności względnej 0…100 % r.h. z aktywnym wyjściem 0…5/0…10 V DC lub 4…20 mA oraz zasilaniem 24 V AC / 13,5…35 V DC. Pojemnościowa metoda pomiaru, bardzo wysoka dokładność, szybka reakcja, funkcja testowania, wysoka odporność środowiskowa (−40…+70 °C, IP65) oraz możliwość stosowania z akcesoriami serwisowymi (AQF3150, AQF3153) sprawiają, że QFM3100 jest uniwersalnym i niezawodnym czujnikiem kanałowym wilgotności do nowoczesnych systemów automatyki budynkowej HVAC.

Pliki do pobrania:
QFM3100 Karta katalogowa
QFM3100 Instrukcja montażu