QFM3160D 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], z wyświetlaczem

QFM3160D to kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury serii Symaro™ firmy Siemens, przeznaczony do instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych wymagających wysokiej dokładności i szybkiego działania układu pomiarowego. Obejmuje pełny zakres wilgotności 0…100 % r.h. oraz konfigurowalny zakres temperatur 0…50 °C, −35…+35 °C lub −40…+70 °C, a dwie mierzone wielkości udostępnia na oddzielnych, aktywnych wyjściach 0...5 V / 0...10 V DC / 4…20 mA (3‑przewodowych). Wersja QFM3160D wyposażona jest w wyświetlacz LCD, który naprzemiennie prezentuje aktualną temperaturę i wilgotność w kanale powietrznym.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFM3160D
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z wyświetlaczem LCD
• Zastosowanie: instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne (HVAC) wymagające wysokiej dokładności pomiaru wilgotności, m.in. magazyny i fabryki artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych i elektronicznych, laboratoria, szpitale, pomieszczenia komputerowe, kryte pływalnie, cieplarnie
• Rola w układzie: czujnik regulacyjny powietrza nawiewanego lub wywiewanego, czujnik ograniczający wilgotność za nawilżaczem parowym, czujnik pomiarowy do systemów zarządzania budynkiem (BMS)
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20 % lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2
• Sygnał wyjściowy wilgotności: aktywny, 0...5 V DC, 0...10 V DC lub 4…20 mA (3‑przewodowy)
• Sygnał wyjściowy temperatury: aktywny, 0...5 V DC, 0...10 V DC lub 4…20 mA (3‑przewodowy)
• Zakres pomiaru wilgotności: 0...100 % r.h.
• Zakres pomiaru temperatury (konfigurowalny): 0...50 °C (nastawa fabryczna), −35...+35 °C lub −40…+70 °C
• Dokładność wilgotności: ±2 % r.h. w zakresie 0...100 % r.h. przy 23 °C i 24 V AC/DC
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,1 % r.h./°C
• Dryft długoterminowy wilgotności: < 1 % r.h./rok
• Element pomiarowy temperatury: Pt 1000
• Dokładność temperatury (QFM3100, QFM3160(D)): ±0,3 K (23 °C), ±0,6 K (15...35 °C), ±0,8 K (−35...+70 °C) przy 24 V AC/DC
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Stała czasowa temperatury: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s
• Maks. prędkość powietrza w kanale: 20 m/s
• Wyświetlacz LCD: wskazanie temperatury (°C / °F) i wilgotności (% r.h.) naprzemiennie co 5 s
• Metoda pomiaru wilgotności: pojemnościowa
• Funkcja testowania: wbudowana funkcja generowania zdefiniowanych sygnałów wyjściowych do sprawdzania okablowania i działania czujnika
• Końcówka pomiarowa: wymienna, typ AQF3150 (w zestawie), z osłoną ochronną z filtrem
• Zakres zastosowania (środowisko pracy): −40...+70 °C / 0...100 % r.h.; dla czytelności wyświetlacza LCD: −25...+70 °C / 0...100 % r.h.
• Stopień ochrony obudowy: IP65 (przy zamontowanym czujniku i nieuszkodzonej uszczelce)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe dla 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Wprowadzenie przewodu: dławik kablowy M16 × 1,5 (w komplecie)
• Materiał obudowy i trzpienia: poliwęglan (PC), podstawa RAL 7001 (srebrnoszary), pokrywa RAL 7035 (jasnoszary); kołnierz montażowy PA66 (czarny)
• Sensor: konstrukcja bezsilikonowa
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,225 kg

Zastosowanie

QFM3160D przeznaczony jest do stosowania w układach HVAC, w których wymagana jest wysoka dokładność i szybka reakcja pomiaru wilgotności względnej i temperatury powietrza w kanale. Zakres pomiarowy obejmuje pełen zakres wilgotności 0...100 % r.h., dzięki czemu czujnik nadaje się do pracy również w trudnych warunkach (np. przy wysokiej wilgotności lub kondensacji).

Czujnik może być stosowany m.in. w:

• magazynach i fabrykach artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych i elektronicznych,
• laboratoriach i szpitalach,
• pomieszczeniach komputerowych i serwerowniach,
• krytych pływalniach,
• cieplarniach.

Typowe role czujnika QFM3160D w instalacji:

• czujnik regulacyjny wilgotności i temperatury powietrza nawiewanego lub wywiewanego w centralach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych,
• czujnik ograniczający maksymalną wilgotność powietrza nawiewanego za nawilżaczem parowym,
• czujnik pomiarowy do wyświetlania mierzonej wartości lub podłączenia do systemu zarządzania budynkiem (BMS),
• czujnik pomiarowy entalpii i wilgotności bezwzględnej przy współpracy z przekształtnikiem sygnałów SEZ220 (karta katalogowa N5146).

Dzięki aktywnym wyjściom 0...5 V / 0...10 V DC / 4…20 mA czujnik może współpracować ze wszystkimi systemami i urządzeniami, które akceptują takie sygnały wyjściowe (regulatory, sterowniki PLC, systemy BMS itp.).

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Pomiar wilgotności realizowany jest za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się w funkcji wilgotności względnej.
• Elektroniczny obwód pomiarowy przetwarza sygnał z elementu czujnikowego na ciągły sygnał wyjściowy 0...5 V, 0...10 V DC lub 4…20 mA, odpowiadający zakresowi 0...100 % r.h..
• Dokładność pomiarowa: ±2 % r.h. w całym zakresie 0...100 % r.h. przy 23 °C i 24 V AC/DC.
• Zależność temperaturowa: ≤0,1 % r.h./°C, co zapewnia stabilne wskazania w szerokim zakresie temperatur.
• Stała czasowa: < 20 s przy przepływie powietrza w kanale, co umożliwia szybką reakcję układu regulacji.
• Dryft długoterminowy: < 1 % r.h./rok, co ogranicza konieczność częstej kalibracji.
• Czujnik jest przystosowany do pracy przy prędkości powietrza do 20 m/s.

Pomiar temperatury powietrza

• Temperatura mierzona jest za pomocą rezystancyjnego elementu pomiarowego Pt 1000, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą.
• Elektronika czujnika przetwarza zmianę rezystancji na aktywny sygnał wyjściowy 0...5 V, 0...10 V DC lub 4…20 mA.
• Sygnał wyjściowy odpowiada wybranemu zakresowi temperatur: 0...50 °C, −35...+35 °C lub −40…+70 °C.
• Dokładność pomiaru (przy 24 V AC/DC):
  • w temperaturze 23 °C: ±0,3 K,
  • w zakresie 15...35 °C: ±0,6 K,
  • w zakresie −35...+70 °C: ±0,8 K.
• Stała czasowa: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s.

Zakresy pomiarowe i konfiguracja

• Wewnątrz pokrywy czujnika QFM3160D znajduje się 6‑pinowe złącze ze zworą, służące 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;
  • uaktywnienia funkcji testowania (zwora ustawiona poziomo).
• Czujniki z wyświetlaczem LCD (QFM31..D), w tym QFM3160D, posiadają dodatkowe 4‑pinowe złącze ze zworą do wyboru jednostki temperatury na wyświetlaczu:
  • zwora pionowo w prawym położeniu – wskazanie w °C (nastawa fabryczna),
  • zwora pionowo w lewym położeniu – wskazanie w °F.

Funkcja testowania i zestaw serwisowy

• Funkcja testowania uaktywniana jest przez ustawienie zwory w położeniu poziomym. Powoduje to wygenerowanie zdefiniowanych wartości sygnałów wyjściowych, co umożliwia sprawdzenie okablowania i działania czujnika bez konieczności zmiany warunków w kanale powietrznym.
• Do celów diagnostycznych dostępny jest zestaw serwisowy AQF3153, składający się z trzech końcówek pomiarowych bez elementu pomiarowego, odpowiadających punktom:
  • 85 % r.h., 40 °C,
  • 50 % r.h., 23 °C,
  • 20 % r.h., 5 °C.
• Wartości pomiarowe uzyskiwane z końcówek serwisowych są dostępne na wyjściach sygnałowych czujnika, a ich dokładność jest taka sama jak przy wykorzystaniu funkcji testowania.
• Końcówki serwisowe mogą być wymieniane w trakcie pracy czujnika.

Wyświetlacz LCD

• Model QFM3160D jest wyposażony w wyświetlacz LCD, na którym naprzemiennie (co ok. 5 s) wyświetlane są:
  • zmierzona temperatura (w °C lub °F),
  • zmierzona wilgotność względna (w % r.h.).
• Zakres temperatur zapewniający czytelność wyświetlacza LCD wynosi −25...+70 °C.

Zachowanie przy awarii (QFM3160D – wyjścia 3‑przewodowe)

• Awaria czujnika temperatury: po upływie ok. 60 s:
  • sygnał temperatury na wyjściu X2 przyjmuje wartość 0 V (0 mA),
  • sygnał wilgotności na wyjściu X1 osiąga wartość krańcową, tj. 10 V lub 5 V DC lub 20 mA – w zależności od wybranego typu sygnału.
• Awaria czujnika wilgotności: po upływie ok. 60 s:
  • sygnał wilgotności na wyjściu X1 przyjmuje wartość krańcową (10 V lub 5 V DC lub 20 mA),
  • sygnał wyjściowy temperatury pozostaje aktywny.
• Takie zachowanie wyjść pozwala systemowi nadrzędnemu rozpoznać stan awaryjny czujnika.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: do zacisków G i G0 podłączane jest napięcie 24 V AC ±20 % (50/60 Hz) lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2.
• Wyjście wilgotności: zacisk X1 – sygnał wyjściowy 0...5 V, 0...10 V DC lub 4…20 mA w zakresie 0...100 % r.h.
• Wyjście temperatury: zacisk X2 – sygnał wyjściowy 0...5 V, 0...10 V DC lub 4…20 mA w wybranym zakresie temperatury (0...50 / −35...+35 / −40…+70 °C).
• Obciążenie wyjść napięciowych: maks. ±1 mA.
• Obciążenie wyjść prądowych: 4…20 mA, maks. 1 mA, maks. 500 Ω.
• Zaciski śrubowe: dla przewodów 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm².
• Wprowadzenie kabla: za pomocą dołączonego dławika kablowego M16 × 1,5; kabel wprowadzany jest bezpośrednio do obudowy czujnika.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej:
  • bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub
  • wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C, D wg EN 60898 lub
  • zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Do zasilania wymagany jest transformator na niskie napięcie bezpieczne (SELV) z odseparowanymi uzwojeniami, przystosowany do pracy ze 100 % obciążeniem – z uwzględnieniem poboru mocy czujnika.
• Należy przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów określonych w dokumentacji współpracującego urządzenia.
• Do wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych zaleca się stosowanie skrętki; w środowiskach o podwyższonym poziomie zakłóceń elektromagnetycznych konieczne jest stosowanie kabli ekranowanych.
• Im dłuższe są równolegle prowadzone kable i im mniejsza odległość między nimi, tym większe mogą być zakłócenia – należy tego unikać na etapie projektowania instalacji.
• Przed włączeniem zasilania należy sprawdzić okablowanie; poprawność połączeń i sygnałów wyjściowych można dodatkowo zweryfikować, wykorzystując funkcję testowania.

Dane techniczne

• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20 % lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2
• Częstotliwość: 50/60 Hz (dla zasilania 24 V AC)
• Pobór mocy (QFM3160D):
  • na wyjściu „U” (0...5 / 0...10 V): maks. < 1,7 VA,
  • na wyjściu „I” (4…20 mA): maks. < 2,5 VA.
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0...100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h. w zakresie 0...100 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,1 % r.h./°C
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Dryft długoterminowy wilgotności: < 1 % r.h./rok
• Prędkość powietrza nawiewanego: do 20 m/s
• Sygnał wyjściowy wilgotności:
  • 0...5 V lub 0...10 V DC (0...100 % r.h.), maks. ±1 mA,
  • 4...20 mA (0...100 % r.h.), maks. 1 mA, maks. 500 Ω.
• Zakres pomiarowy temperatury: 0...50 °C (R2, nastawa fabryczna), −35...+35 °C (R1), −40…+70 °C (R3)
• Element pomiarowy temperatury: Pt 1000
• Dokładność pomiaru temperatury (QFM3100, QFM3160(D), 24 V AC/DC):
  • w 23 °C: ±0,3 K,
  • w zakresie 15...35 °C: ±0,6 K,
  • w zakresie −35...+70 °C: ±0,8 K.
• Stała czasowa temperatury: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s
• Sygnał wyjściowy temperatury:
  • 0...5 V lub 0...10 V DC (0...50 / −35...+35 / −40…+70 °C), maks. ±1 mA,
  • 4...20 mA (0...50 / −35...+35 / −40…+70 °C), maks. 1 mA, maks. 500 Ω.
• Stopień ochrony obudowy: IP65 wg EN 60529 (czujnik zamontowany)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): klasa 4K2 wg IEC 60721-3-4, temperatura −40...+70 °C, wilgotność 0...100 % r.h. (z kondensacją)
• Czytelność wyświetlacza LCD: −25...+70 °C
• Warunki mechaniczne pracy: klasa 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu: klasa 2K3 (−40...+70 °C, <95 % r.h.), klasa 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Materiał obudowy: poliwęglan, podstawa RAL 7001 (srebrnoszary), pokrywa RAL 7035 (jasnoszary)
• Trzpień zanurzeniowy: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
• Kołnierz montażowy: PA 66 (czarny)
• Dławik kablowy: PA, RAL 7035 (jasnoszary)
• Czujnik (w całości): nie zawiera silikonu
• Standard produktu: EN 60730-1 (automatyczne regulatory elektryczne do użytku domowego i podobnego)
• Zgodność elektromagnetyczna: do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Certyfikaty i oznakowania (wg dokumentów producenta): CE, RCM, UL 873, UKCA; deklaracja środowiskowa produktu (zgodność z RoHS, skład materiałów, opakowanie, wpływ na środowisko i utylizacja)

Montaż

• Czujnik QFM3160D jest przeznaczony do montażu w kanale powietrznym, z wykorzystaniem dołączonego kołnierza montażowego.
• Kołnierz należy nałożyć na trzpień pomiarowy czujnika, ustawić wymaganą głębokość zanurzenia (min. i maks. zgodnie z rysunkiem wymiarowym) i zamocować do ściany kanału, następnie wsunąć i zamocować czujnik w kołnierzu.
• Czujnik powinien być instalowany możliwie pośrodku ściany kanału, aby uzyskać reprezentatywny pomiar.
• Przy stosowaniu z nawilżaczami parowymi zaleca się montaż czujnika w odległości co najmniej 3 m i nie więcej niż 10 m za nawilżaczem, aby zapewnić wymieszanie powietrza przed punktem pomiaru.
• Jeśli czujnik wykorzystywany jest do korekty punktu rosy, musi być zamontowany w kanale powietrza wywiewanego.
• Czujnik może być montowany z kołnierzem lub bez niego; w przypadku użycia kołnierza do kanału mocuje się tylko kołnierz, a sam czujnik jest w niego wsuwany i blokowany.
• Uszczelka pomiędzy podstawą obudowy i pokrywą nie może być usuwana – w przeciwnym razie nie będzie zapewniony stopień ochrony IP65.
• Elementy pomiarowe w końcówce pomiarowej są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy; podczas montażu i eksploatacji należy zachować ostrożność.
• Instrukcja montażu jest wydrukowana na opakowaniu czujnika.

Wyposażenie dodatkowe i części zamienne

• Końcówka pomiarowa (wymienna) do QFM3160D: AQF3150
• Osłona ochronna z filtrem (część zamienna): AQF3101, AQF3102, AQF3103 (różne wykonania filtra, w tym do środowisk z H₂O₂ oraz ze spiekanej stali nierdzewnej)
• Zestaw serwisowy (do celów diagnostycznych): AQF3153 – trzy końcówki pomiarowe o zdefiniowanych wartościach temperatury i wilgotności
• Kabel 3 m do pomiaru wyniesionego: AQY2010

Podsumowanie

Siemens QFM3160D to precyzyjny, kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury 0...100 % r.h. / 0...50…−40…+70 °C z aktywnymi wyjściami 0...5 V / 0...10 V DC / 4…20 mA oraz wbudowanym wyświetlaczem LCD. Pojemnościowa metoda pomiaru, wysoka dokładność w całym zakresie, funkcja testowania, możliwość wyboru zakresu temperatury i jednostek wyświetlania oraz stopień ochrony IP65 sprawiają, że QFM3160D jest zaawansowanym przetwornikiem do dokładnego pomiaru i regulacji wilgotności i temperatury w kanałach powietrznych nowoczesnych instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Pliki do pobrania:
QFM3160D Karta katalogowa
QFM3160D Instrukcja montażu