QFM3160 Kanałowy czujnik temperatury i wilgotności, o wysokiej dokładności, 0..10 [V]; 0..100 %[r.h.] / 0..10 [V]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C] lub -40..+70 [°C ](zastępuje QFM66)

QFM3160 to kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z serii Symaro™ firmy Siemens, przeznaczony do precyzyjnych pomiarów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Oferuje pełny zakres pomiaru wilgotności 0…100 % r.h., trzystopniowo wybierany zakres temperatury do −40…+70 °C oraz dwa niezależne, aktywne wyjścia analogowe 0…10 V DC (oddzielnie dla wilgotności i temperatury), zasilane z 24 V AC lub 13,5…35 V DC. Pojemnościowa metoda pomiaru wilgotności i rezystancyjny element Pt1000 dla temperatury zapewniają bardzo wysoką dokładność w całym zakresie pomiarowym oraz szybką reakcję układu.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFM3160
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury powietrza
• Zastosowanie: instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne HVAC wymagające wysokiej dokładności i szybkiej reakcji toru pomiarowego
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres zastosowania (otoczenie): −40…+70 °C / 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Zakres pomiaru temperatury (konfigurowany zworą): 0…50 °C (R2 – nastawa fabryczna), −35…+35 °C (R1) lub −40…+70 °C (R3)
• Sygnał wyjściowy wilgotności: aktywny 0…10 V DC (0…100 % r.h.), maks. obciążenie ±1 mA
• Sygnał wyjściowy temperatury: aktywny 0…10 V DC (dla wybranego zakresu), maks. obciążenie ±1 mA
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20 % (50/60 Hz) lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Dokładność pomiaru wilgotności: ±2 % r.h. w zakresie 0…100 % r.h. (przy 23 °C, 24 V AC/DC)
• Dokładność pomiaru temperatury (24 V AC/DC): ±0,3 K (23 °C), ±0,6 K (15…35 °C), ±0,8 K (−35…+70 °C)
• Czujnik wilgotności: pojemnościowy element pomiarowy, stała czasowa < 20 s
• Czujnik temperatury: element Pt1000, stała czasowa < 3,5 min (przy prędkości powietrza 2 m/s)
• Stopień ochrony: IP65 wg EN 60529 (przy zamontowanym czujniku)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Obudowa i sonda: poliwęglan, podstawa RAL 7001 (srebrno-szary), pokrywa RAL 7035 (jasno-szary)
• Osłona ochronna z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
• Kołnierz montażowy: w komplecie, PA 66 (czarny)
• Dławik kablowy: w komplecie, M16 × 1,5, PA, RAL 7035 (jasno-szary)
• Połączenia elektryczne: zaciski śrubowe dla 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,208 kg
• Materiał wolny od silikonu: czujnik w całości nie zawiera silikonu
• Standardy i certyfikaty: EN 60730-1, znak CE (zgodność EU), RCM, UL 873; do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym

Zastosowanie

Czujnik kanałowy QFM3160 przeznaczony jest do stosowania w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, w których wymagana jest wysoka dokładność i szybka reakcja pomiaru wilgotności względnej w pełnym zakresie 0…100 % r.h.. Typowe obszary zastosowania obejmują:

• magazyny i fabryki artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych i elektronicznych,
• laboratoria,
• szpitale,
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie,
• kryte pływalnie,
• cieplarnie i szklarnie.

QFM3160 może pełnić w instalacji następujące funkcje:

• czujnik regulacyjny powietrza nawiewanego lub wywiewanego (wilgotność i temperatura),
• czujnik ograniczający maksymalną wilgotność powietrza nawiewanego za nawilżaczem parowym,
• czujnik pomiarowy dostarczający sygnał 0…10 V DC do regulatorów i systemów zarządzania budynkiem,
• czujnik pomiarowy entalpii i wilgotności bezwzględnej – we współpracy z przekształtnikiem sygnałów SEZ220 (obliczanie entalpii, różnicy entalpii, wilgotności bezwzględnej, punktu rosy).

Funkcje i działanie

Pomiary wilgotności względnej

QFM3160 mierzy wilgotność względną powietrza w kanale za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność elektryczna zmienia się w funkcji wilgotności. Elektroniczny obwód pomiarowy przetwarza ten sygnał na ciągły sygnał analogowy 0…10 V DC na zacisku U1, odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h.. Dokładność ±2 % r.h. (przy 23 °C) oraz niewielka zależność temperaturowa ≤0,05 % r.h./°C zapewniają stabilny, powtarzalny pomiar w całym zakresie roboczym.

Pomiary temperatury

Temperatura powietrza mierzona jest przy użyciu rezystancyjnego elementu Pt1000, którego rezystancja zmienia się proporcjonalnie do temperatury. Zmiana ta przetwarzana jest na aktywny sygnał 0…10 V DC na zacisku U2, odpowiadający jednemu z trzech zakresów pomiarowych: 0…50 °C, −35…+35 °C lub −40…+70 °C. Zakres 0…50 °C (R2) jest ustawiony fabrycznie.

Wybór zakresu temperatury i funkcja testowania

Wewnątrz pokrywy czujnika znajduje się element nastawczy (złącze z zworą), który służy do:

• wyboru aktywnego zakresu pomiarowego 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.
• aktywacji funkcji testowania – przez ustawienie zwory w położeniu poziomym. W trybie testowym sygnały wyjściowe czujnika przyjmują zdefiniowane wartości odniesienia (zgodnie z tabelą „Funkcja testowania” w dokumentacji), co umożliwia szybkie sprawdzenie okablowania, polaryzacji oraz reakcji układu regulacji bez ingerencji w elementy pomiarowe.

Zachowanie w przypadku awarii

• W przypadku awarii czujnika temperatury sygnał wyjściowy U2 przyjmuje po upływie około 60 s wartość 0 V, a sygnał wilgotności na wyjściu U1 wzrasta do wartości 10 V.
• W przypadku awarii czujnika wilgotności sygnał wyjściowy U1 przyjmuje po upływie około 60 s wartość 10 V, natomiast sygnał temperatury na wyjściu U2 pozostaje aktywny.

Budowa

Kanałowy czujnik QFM3160 zbudowany jest z:

• dwuczęściowej obudowy – podstawa oraz zdejmowana pokrywa mocowana wkrętami,
• gumowej uszczelki pomiędzy podstawą a pokrywą, zapewniającej stopień ochrony IP65,
• płytki drukowanej z obwodami pomiarowymi i elementem nastawczym umieszczonej wewnątrz pokrywy,
• zacisków przyłączeniowych w podstawie obudowy (zaciski śrubowe do 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²),
• trzpienia zanurzeniowego (sondy kanałowej) z przykręcaną końcówką pomiarową,
• osłony ochronnej z filtrem, nakręcanej na końcówkę pomiarową i chroniącej wrażliwe elementy pomiarowe,
• dławika kablowego M16 × 1,5, umożliwiającego szczelne wprowadzenie przewodu,
• kołnierza montażowego zakładanego na trzpień zanurzeniowy, służącego do mocowania czujnika w ścianie kanału.

Trzpień zanurzeniowy i obudowa wykonane są z poliwęglanu i są trwale ze sobą połączone. Elementy pomiarowe w końcówce są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy, dlatego podczas montażu i serwisowania należy zachować szczególną ostrożność. Czujnik jako całość jest wolny od silikonu.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

QFM3160 może współpracować ze wszystkimi systemami i urządzeniami automatyki, które przyjmują sygnał wyjściowy 0…10 V DC. Podstawowe zaciski mają następujące funkcje:

• G, G0 – zasilanie 24 V AC (SELV) lub 13,5…35 V DC,
• U1 – wyjście 0…10 V DC wilgotności względnej w zakresie 0…100 % r.h.,
• U2 – wyjście 0…10 V DC temperatury w wybranym zakresie (0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C).

Do zasilania czujnika wymagany jest transformator niskiego napięcia bezpiecznego (SELV) z odseparowanymi uzwojeniami, przystosowany do pracy ze 100 % obciążeniem. Należy:

• uwzględnić pobór mocy czujnika (≤ 1 VA) przy doborze transformatora,
• zastosować zewnętrzne zabezpieczenie wtórnej strony zasilania – bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D wg EN 60898, ewentualnie zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.

W zakresie okablowania należy:

• przestrzegać dopuszczalnych długości kabli określonych w dokumentacji współpracującego urządzenia,
• dla zasilania wtórnego i linii sygnałowych stosować przewody skręcane,
• w środowiskach o dużym poziomie zakłóceń elektromagnetycznych stosować kable ekranowane,
• ograniczać długość odcinków kabli prowadzonych równolegle w niewielkich odległościach od przewodów mocy, aby zminimalizować wpływ zakłóceń.

Montaż i uruchomienie

Czujnik QFM3160 przeznaczony jest do montażu w kanałach powietrznych:

• zalecane jest montowanie pośrodku ściany kanału, aby uzyskać reprezentatywny pomiar,
• przy współpracy z nawilżaczami parowymi czujnik powinien być zainstalowany w odległości co najmniej 3 m i nie większej niż 10 m za nawilżaczem,
• przy korekcji punktu rosy czujnik należy montować na kanale powietrza wywiewanego.

Czujnik może być montowany z kołnierzem montażowym lub bez niego. Przy zastosowaniu kołnierza:

• do ściany kanału mocuje się najpierw sam kołnierz montażowy,
• następnie trzpień zanurzeniowy czujnika wsuwany jest w kołnierz i mocowany na wymaganą głębokość zanurzenia.

• Uszczelka pomiędzy obudową a pokrywą nie może być usuwana, w przeciwnym razie nie będzie zapewniony stopień ochrony IP65.
• Elementy pomiarowe w końcówce sondy są wrażliwe na wstrząsy i uderzenia – podczas montażu należy zachować ostrożność.
• Szczegółowa instrukcja montażu znajduje się na opakowaniu czujnika.

Przed uruchomieniem należy:

• sprawdzić poprawność okablowania przed włączeniem zasilania,
• w razie potrzeby ustawić zworą wymagany zakres pomiaru temperatury,
• skorzystać z funkcji testowania, aby zweryfikować sygnały wyjściowe i działanie toru regulacji.

Nie zaleca się stosowania woltomierzy ani omomierzy bezpośrednio do elementu pomiarowego. Przy korzystaniu z sygnałów symulowanych prądy pomiarowe są na tyle małe, że standardowe przyrządy pomiarowe dostępne w handlu mogą nie umożliwiać wiarygodnego pomiaru.

Wyposażenie dodatkowe

• Osłona ochronna z filtrem – AQF3101 (część zamienna dla standardowej osłony końcówki pomiarowej).
• Końcówka pomiarowa (wymienna) – AQF3150.
• Zestaw serwisowy – AQF3153 (do celów diagnostycznych):
  • zawiera 3 końcówki pomiarowe bez elementu pomiarowego,
  • każda końcówka odpowiada ustalonej parze wartości: 85 % r.h. / 40 °C, 50 % r.h. / 23 °C, 20 % r.h. / 5 °C,
  • po zamontowaniu odpowiedniej końcówki wartości odniesienia dostępne są na wyjściach sygnałowych czujnika z dokładnością jak dla funkcji testowania,
  • końcówki pomiarowe mogą być wymieniane podczas pracy czujnika.
• Kabel do pomiaru wyniesionego – AQY2010, przewód 3 m umożliwiający realizację pomiaru w oddalonym punkcie.

Dane techniczne

• Napięcie zasilające: 24 V AC ±20 % lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Częstotliwość (dla 24 V AC): 50/60 Hz
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Maksymalna dopuszczalna długość kabla: zgodnie z kartą katalogową współpracującego urządzenia
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h. (0…100 % r.h.)
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Maks. prędkość powietrza nawiewanego: 20 m/s
• Wyjście wilgotności (U1): 0…10 V DC, 0…100 % r.h., maks. obciążenie ±1 mA
• Zakres pomiarowy temperatury: 0…50 °C (R2 – nastawa fabryczna), −35…+35 °C (R1), −40…+70 °C (R3)
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Dokładność temperatury (24 V AC/DC): ±0,3 K (23 °C); ±0,6 K (15…35 °C); ±0,8 K (−35…+70 °C)
• Stała czasowa temperatury: < 3,5 min (przy prędkości powietrza 2 m/s)
• Wyjście temperatury (U2): 0…10 V DC, dla wybranego zakresu, maks. obciążenie ±1 mA
• Stopień ochrony obudowy: IP65 wg EN 60529 (zamontowany czujnik)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): −40…+70 °C
• Wilgotność otoczenia (praca): 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Warunki klimatyczne (praca): klasa 4K2 wg IEC 60721-3-4
• Warunki mechaniczne (praca): klasa 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu – klimatyczne: klasa 2K3 wg IEC 60721-3-2, −40…+70 °C, wilgotność < 95 % r.h.
• Warunki transportu – mechaniczne: klasa 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Materiał podstawy: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
• Materiał pokrywy: poliwęglan, RAL 7035 (jasno-szary)
• Materiał trzpienia zanurzeniowego: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
• Materiał osłony ochronnej z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
• Materiał kołnierza montażowego: PA 66 (czarny)
• Materiał dławika kablowego: PA, RAL 7035 (jasno-szary), gwint M16 × 1,5
• Opakowanie: karton
• Zgodność środowiskowa: deklaracja środowiskowa produktu CE1E1882 (m.in. zgodność z RoHS, skład materiałów, wpływ na środowisko, utylizacja)
• Utylizacja: urządzenie należy złomować jako zużyty sprzęt elektroniczny zgodnie z Dyrektywą 2012/19/EU; nie wolno go utylizować z odpadami komunalnymi.

Podsumowanie

Siemens QFM3160 to precyzyjny, kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z aktywnymi wyjściami 0…10 V DC, przeznaczony do wymagających aplikacji HVAC w pełnym zakresie wilgotności 0…100 % r.h. i szerokim zakresie temperatur −40…+70 °C. Wysoka dokładność, krótka stała czasowa, stopień ochrony IP65, możliwość wyboru zakresu temperatury oraz wbudowana funkcja testowania sygnałów wyjściowych sprawiają, że QFM3160 jest niezawodnym rozwiązaniem do regulacji i monitoringu warunków powietrznych w kanałach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych w obiektach komercyjnych i przemysłowych.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Produkt posiada oznaczenie CE.
• Urządzenie należy zasilać wyłącznie napięciem 24 V AC ±20% lub 13,5...35 V DC (SELV). Do zasilania należy stosować transformator na niskie napięcie bezpieczne (SELV) z odseparowanymi uzwojeniami, przeznaczony do pracy ze 100% obciążeniem.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej powinno być wykonane jako bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C, D wg EN 60898, albo zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Przed włączeniem zasilania należy sprawdzić prawidłowość okablowania oraz w razie potrzeby ustawić wymagany zakres pomiarowy temperatury zgodnie z dokumentacją producenta.
• Montaż i podłączenie należy wykonywać zgodnie z instrukcją producenta oraz z zachowaniem lokalnych przepisów bezpieczeństwa dotyczących doboru i zabezpieczenia transformatora oraz instalacji elektrycznej.
• Urządzenie jest przeznaczone do montażu w kanale wentylacyjnym. Czujnik powinien być montowany pośrodku ściany kanału. Przy współpracy z nawilżaczami parowymi należy zachować odległość co najmniej 3 m i nie większą niż 10 m od nawilżacza.
• Uszczelka pomiędzy obudową i pokrywą nie może być usuwana, ponieważ spowoduje to utratę stopnia ochrony IP65.
• Elementy pomiarowe w końcówce pomiarowej są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy, dlatego podczas montażu i obsługi należy zachować szczególną ostrożność.
• W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane, a do wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych wymagana jest skrętka. Należy przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów.
• Urządzenie należy eksploatować wyłącznie w dopuszczalnych warunkach środowiskowych określonych przez producenta, tj. przy temperaturze obudowy z elektroniką od -40 do +70 °C oraz wilgotności 0...100% r.h. z kondensacją.
• Nie zaleca się stosowania woltomierzy ani omomierzy bezpośrednio do elementu pomiarowego.
• Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi. Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektroniczny zgodnie z Dyrektywą 2012/19/EU oraz lokalnymi przepisami.

Pliki do pobrania:
QFM3160 Karta katalogowa
QFM3160 Instrukcja montażu