QFM3171 Kanałowy czujnik temperatury i wilgotności, o wysokiej dokładności, 4..20 [mA]; 0..100 %[r.h.] / 4..20 [mA]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C ]lub -40..+70 [°C]

QFM3171 to kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z serii Symaro™ firmy Siemens, przeznaczony do pracy w kanałach powietrznych instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Zapewnia bardzo wysoką dokładność pomiaru w całym zakresie 0…100 % r.h. oraz szeroki, konfigurowalny zakres temperatur 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C, z wyjściami analogowymi 4…20 mA dla obu wielkości. Pojemnościowa metoda pomiaru wilgotności, funkcja testowania, szybka reakcja układu pomiarowego oraz obudowa o stopniu ochrony IP65 sprawiają, że QFM3171 idealnie nadaje się do precyzyjnej regulacji i monitoringu wilgotności w wymagających zastosowaniach HVAC.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFM3171
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury powietrza
• Zastosowanie: instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne wymagające wysokiej dokładności i szybkiego działania układu pomiarowego wilgotności
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres pomiaru temperatury (ustawiany zworką): 0…50 °C (nastawa fabryczna), −35…+35 °C lub −40…+70 °C
• Sygnał wyjściowy wilgotności: 4…20 mA, liniowy 0…100 % r.h. (zaciski I1 / G1)
• Sygnał wyjściowy temperatury: 4…20 mA, liniowy dla wybranego zakresu temperatury (zaciski I2 / G2)
• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV / klasa 2)
• Dokładność wilgotności: ±2 % r.h. w zakresie 0…100 % r.h. (przy 23 °C)
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Dokładność temperatury: ±0,3 K (23 °C); ±0,6 K (15…35 °C); ±0,8 K (−35…+70 °C)
• Stała czasowa: < 20 s (wilgotność), < 3,5 min (temperatura przy prędkości powietrza 2 m/s)
• Metoda pomiaru wilgotności: pojemnościowy element pomiarowy
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Zakres zastosowania (powietrze): −40…+70 °C, 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Maks. prędkość powietrza w kanale: 20 m/s
• Stopień ochrony obudowy: IP65 (zamontowany czujnik, nienaruszona uszczelka)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Obudowa i trzpień: poliwęglan (podstawa RAL 7001 srebrnoszary, pokrywa RAL 7035 jasno-szary, trzpień i osłona ochronna RAL 7001)
• Kołnierz montażowy: w komplecie, z PA 66 (czarny), regulowana głębokość zanurzenia trzpienia ok. 90…206 mm
• Dławik kablowy: M16×1,5 (w komplecie)
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe 1×2,5 mm² lub 2×1,5 mm²
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,208 kg
• Materiały bez silikonu: czujnik w całości nie zawiera silikonu

Zastosowanie

QFM3171 jest przeznaczony do pomiaru wilgotności względnej i temperatury w kanałach powietrznych instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, w których wymagana jest wysoka dokładność oraz szybka reakcja układu pomiarowego w pełnym zakresie wilgotności 0…100 % r.h..

Typowe obiekty i aplikacje:

• Magazyny i zakłady produkcyjne artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych itp.
• Laboratoria i pomieszczenia badawcze
• Szpitale oraz obiekty służby zdrowia
• Pomieszczenia komputerowe i serwerownie
• Kryte pływalnie i hale basenowe
• Cieplarnie i szklarnie

W typowych układach HVAC QFM3171 stosowany jest jako:

• czujnik regulacyjny wilgotności i/lub temperatury powietrza nawiewanego lub wywiewanego,
• czujnik ograniczający maksymalną wilgotność powietrza nawiewanego za nawilżaczem parowym,
• czujnik pomiarowy do podłączenia do systemu zarządzania budynkiem (BMS) lub paneli wskazujących wartości mierzone,
• czujnik do obliczania entalpii i wilgotności bezwzględnej we współpracy z przekształtnikiem sygnałów SEZ220.

Przy zastosowaniu czujnika do korekcji punktu rosy zalecany jest montaż na kanale powietrza wywiewanego.

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Pomiar realizowany jest za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się wraz z wilgotnością względną powietrza.
• Układ elektroniczny przetwarza sygnał czujnika na liniowy sygnał wyjściowy 4…20 mA odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h. (zaciski I1 / G1).
• Zakres pomiarowy: 0…100 % r.h.
• Dokładność: ±2 % r.h. w zakresie 0…100 % r.h. przy 23 °C.
• Zależność temperaturowa: ≤0,05 % r.h./°C – stabilny pomiar w szerokim zakresie temperatur.
• Stała czasowa < 20 s zapewnia szybką reakcję układu regulacji.

Pomiar temperatury

• Temperatura mierzona jest za pomocą rezystancyjnego elementu Pt1000, którego rezystancja zmienia się w funkcji temperatury.
• Zmiana rezystancji przetwarzana jest na aktywny sygnał 4…20 mA na zaciskach I2 / G2.
• Zakres pomiarowy temperatury wybierany jest zworką:
  • R1: −35…+35 °C
  • R2: 0…50 °C (nastawa fabryczna)
  • R3: −40…+70 °C
• 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.
• Stała czasowa: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s.

Funkcja testowania i diagnostyka

• Wewnątrz pokrywy znajduje się element nastawczy (6-pinowe złącze ze zworką) służący do wyboru zakresu temperatury i włączenia funkcji testowania.
• Po ustawieniu zwory w położeniu poziomym aktywowana jest funkcja testowania – wyjścia czujnika przyjmują zdefiniowane wartości, co umożliwia sprawdzenie:
  • poprawności okablowania,
  • działania przetwornika / regulatora,
  • całego toru pomiarowego bez konieczności zmiany rzeczywistej wilgotności i temperatury w kanale.
• Dodatkowo dostępny jest zestaw serwisowy AQF3153 zawierający trzy końcówki pomiarowe (bez elementu pomiarowego) o zadanych wartościach:
  • 85 % r.h., 40 °C
  • 50 % r.h., 23 °C
  • 20 % r.h., 5 °C
• Po zamontowaniu odpowiedniej końcówki serwisowej na trzpieniu zanurzeniowym, na wyjściach czujnika pojawiają się odpowiadające jej wartości sygnałów – z taką samą dokładnością jak w funkcji testowania.
• Końcówki serwisowe mogą być wymieniane podczas pracy czujnika, co ułatwia diagnostykę i okresowe sprawdzenie poprawności przetwarzania sygnałów.

Reakcja na awarie czujników

• W przypadku awarii czujnika temperatury:
  • sygnał wyjściowy temperatury I2 przyjmuje wartość 4 mA (dolna granica) po ok. 60 s,
  • sygnał wyjściowy wilgotności I1 wzrasta do wartości 20 mA (górna granica) jako sygnał alarmowy.
• W przypadku awarii czujnika wilgotności:
  • sygnał wyjściowy wilgotności I1 przechodzi po ok. 60 s na 20 mA,
  • sygnał wyjściowy temperatury I2 pozostaje aktywny i odpowiada rzeczywistej mierzonej temperaturze.
• Taka charakterystyka ułatwia wykrywanie błędów i ich rozróżnienie na poziomie systemu nadrzędnego.

Budowa i materiały

• Konstrukcja kanałowa: czujnik składa się z obudowy, płytki drukowanej z elektroniką, zacisków podłączeniowych, trzpienia zanurzeniowego z wymienną końcówką pomiarową oraz kołnierza montażowego.
• Dwuczęściowa obudowa: podstawa i zdejmowana pokrywa mocowana wkrętami.
• Uszczelnienie: pomiędzy podstawą i pokrywą znajduje się gumowa uszczelka zapewniająca stopień ochrony IP65. Uszczelka nie może być usuwana.
• Rozmieszczenie elementów:
  • płytka z elektroniką i elementami nastawczymi znajduje się w pokrywie,
  • zaciski przyłączeniowe umieszczone są w podstawie obudowy.
• Końcówka pomiarowa: przykręcona do trzpienia zanurzeniowego, zakończona osłoną ochronną z filtrem (część wymienna, typ AQF3101).
• Materiał obudowy i trzpienia: poliwęglan (PC), kolory: podstawa i trzpień – RAL 7001 (srebrno-szary), pokrywa – RAL 7035 (jasno-szary).
• Kołnierz montażowy: z tworzywa PA 66 (czarny), umożliwia ustawienie wymaganej głębokości zanurzenia trzpienia w kanale (ok. 90…206 mm).
• Dławik kablowy M16×1,5: dostarczany z czujnikiem, przykręcany do obudowy, służy do wprowadzenia przewodu.
• Czujnik bez silikonu: wszystkie części czujnika są wolne od silikonu, co jest istotne w wybranych aplikacjach przemysłowych.
• Opakowanie: karton ochronny (masa czujnika z opakowaniem ok. 0,208 kg).

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V DC klasa 2 (USA), pobór mocy ≤ 1 VA.
• Wyjścia prądowe:
  • I1 / G1: 4…20 mA – wilgotność względna 0…100 % r.h.
  • I2 / G2: 4…20 mA – temperatura w wybranym zakresie 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C.
• Wymóg zasilania pętli wilgotności: dla QFM3171 zaciski G1 (+) i I1 (−) muszą być zawsze podłączone do zasilania, nawet gdy wykorzystywane jest wyłącznie wyjście temperatury G2 (+) / I2 (−).
• Obciążenie pętli 4…20 mA: dopuszczalne obciążenie (rezystancja) zależy od napięcia zasilania i określone jest wykresem „Sygnał wyjściowy, zacisk I1 / I2“ w karcie katalogowej.
• Rodzaj zasilacza: wymagany jest zasilacz / transformator na niskie napięcie bezpieczne SELV z odseparowanymi uzwojeniami i przeznaczony do pracy ze 100 % obciążeniem.
• Dobór zasilacza: należy uwzględnić pobór mocy czujnika oraz wymagania lokalnych przepisów dotyczących zabezpieczeń (bezpieczniki zwłoczne, wyłączniki nadprądowe lub zasilacze z ograniczeniem prądu do maks. 10 A).
• Okablowanie:
  • stosować skrętkę do linii sygnałowych i wtórnej strony zasilania,
  • w środowiskach o podwyższonym poziomie zakłóceń elektromagnetycznych stosować przewody ekranowane,
  • przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów określonych dla współpracującego urządzenia,
  • ograniczać długość odcinków prowadzonych równolegle z przewodami zasilającymi oraz zachowywać możliwie duże odległości między kablami, aby zmniejszyć wpływ zakłóceń.
• Przyłącza: zaciski śrubowe dla przewodów 1×2,5 mm² lub 2×1,5 mm², wprowadzenie przewodu przez dławik kablowy M16×1,5.

Dane techniczne

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V DC klasa 2 (USA)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Wyjście wilgotności: 4…20 mA, 0…100 % r.h., obciążenie wg wykresu obciążenia I1/I2
• Wyjście temperatury: 4…20 mA, 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C, obciążenie wg wykresu obciążenia I1/I2
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (23 °C): ±2 % r.h. w całym zakresie 0…100 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Zakres pomiaru temperatury (ustawiany zworką): 0…50 °C (R2 – nastawa fabryczna), −35…+35 °C (R1), −40…+70 °C (R3)
• 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: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s
• Maks. prędkość powietrza: 20 m/s
• Stopień ochrony: IP65 (zamontowany czujnik)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): −40…+70 °C; 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Warunki transportu: −40…+70 °C; wilgotność < 95 % r.h.
• Warunki mechaniczne (praca): klasa 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki mechaniczne (transport): klasa 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe 1×2,5 mm² lub 2×1,5 mm²
• Dławik kablowy: M16×1,5
• Materiały: poliwęglan (podstawa RAL 7001, pokrywa RAL 7035, trzpień i osłona ochronna RAL 7001), kołnierz montażowy PA 66 (czarny)
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,208 kg
• Standard produktu: EN 60730-1 (automatyczne regulatory elektryczne do użytku domowego i podobnego)
• Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC): do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Certyfikaty: znak CE, RCM; UL 873
• Zgodność środowiskowa: deklaracja środowiskowa produktu; zgodność z RoHS; czujnik nie zawiera silikonu

Montaż

• Lokalizacja w kanale: czujnik montować pośrodku ściany kanału, tak aby końcówka pomiarowa znajdowała się w reprezentatywnym strumieniu powietrza.
• Współpraca z nawilżaczami parowymi: przy stosowaniu jako ogranicznik wilgotności za nawilżaczem parowym zachować odległość:
  • minimum 3 m od nawilżacza,
  • maksimum 10 m od nawilżacza.
• Korekacja punktu rosy: przy funkcji korekcji punktu rosy czujnik montować w kanale powietrza wywiewanego.
• Montaż z kołnierzem montażowym:
  • kołnierz założyć na trzpień czujnika i ustawić wymaganą głębokość zanurzenia,
  • kołnierz przykręcić do ściany kanału,
  • czujnik wsunąć w kołnierz i zamocować.
• Montaż bez kołnierza: możliwy jest również montaż bezpośredni, z wykorzystaniem otworów montażowych w obudowie – zgodnie z rysunkiem wymiarowym.
• Ochrona elementu pomiarowego: końcówka pomiarowa i elementy w niej zawarte są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować ostrożność.
• Uszczelka obudowy: nie usuwać uszczelki pomiędzy podstawą i pokrywą, w przeciwnym razie nie będzie zapewniony stopień ochrony IP65.
• Instrukcja montażu: skrócona instrukcja montażu wydrukowana jest na opakowaniu urządzenia.

Uruchomienie

• Przed włączeniem zasilania sprawdzić poprawność okablowania oraz podłączenia wyjść prądowych.
• W razie potrzeby ustawić odpowiedni zakres pomiaru temperatury za pomocą zwory na elemencie nastawczym (R1, R2, R3).
• Do weryfikacji działania wyjść oraz poprawności podłączenia można wykorzystać funkcję testowania (poziome ustawienie zwory) lub zestaw serwisowy AQF3153.
• Nie zaleca się podłączania typowych woltomierzy czy omomierzy bezpośrednio do elementów pomiarowych – symulowane sygnały wyjściowe posiadają bardzo małe prądy pomiarowe, co uniemożliwia wiarygodny pomiar standardowymi miernikami.

Podsumowanie

Siemens QFM3171 to precyzyjny, kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z wyjściami 4…20 mA i zasilaniem 13,5…35 V DC (SELV), przeznaczony do pracy w wymagających instalacjach HVAC. Pojemnościowa metoda pomiaru, wysoka dokładność w pełnym zakresie 0…100 % r.h., szeroki i konfigurowalny zakres temperatur, szybka reakcja, funkcja testowania oraz solidna, szczelna obudowa IP65 czynią z QFM3171 niezawodne rozwiązanie do profesjonalnej regulacji i monitoringu wilgotności oraz temperatury w kanałach powietrznych.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z normami UE).
• Urządzenie należy zasilać wyłącznie napięciem 13,5...35 V DC. Do zasilania wymagane jest źródło SELV (bezpieczne napięcie bardzo niskie) z odseparowanymi uzwojeniami, dobrane i zabezpieczone zgodnie z lokalnymi przepisami bezpieczeństwa.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej powinno stanowić 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 maks. 10 A.
• Montaż, podłączenie i uruchomienie należy wykonywać zgodnie z dokumentacją producenta oraz przez osoby posiadające odpowiednie kwalifikacje.
• Przed włączeniem zasilania należy sprawdzić poprawność okablowania. Nieprawidłowe podłączenie może spowodować błędne działanie urządzenia lub instalacji.
• W modelu QFM3171 zaciski G1(+) i I1(−) wyjścia wilgotności muszą być zawsze podłączone do zasilania, nawet wtedy, gdy wykorzystywane jest tylko wyjście temperatury G2(+) i I2(−).
• Urządzenie jest przeznaczone do montażu w kanale wentylacyjnym. Czujnik powinien być montowany pośrodku ściany kanału, zgodnie z instrukcją montażu producenta.
• Jeśli czujnik współpracuje z nawilżaczem parowym, należy zachować odległość montażową co najmniej 3 m i maksymalnie 10 m od nawilżacza.
• Jeśli czujnik stosowany jest do korekcji punktu rosy, musi być zamontowany na kanale powietrza wywiewanego.
• Uszczelka pomiędzy obudową i pokrywą nie może być usuwana. Jej usunięcie powoduje utratę stopnia ochrony IP65.
• Elementy pomiarowe w końcówce pomiarowej są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy. Podczas montażu, transportu i serwisu należy zachować szczególną ostrożność.
• W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane. Do wtórnej strony zasilania i do linii sygnałowych wymagana jest skrętka. Należy również przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów zgodnie z dokumentacją urządzenia współpracującego.
• Nie zaleca się stosowania woltomierzy ani omomierzy bezpośrednio do elementu pomiarowego. Okablowanie i sygnały wyjściowe należy sprawdzać z użyciem przewidzianej przez producenta funkcji testowania.
• W przypadku awarii czujnika temperatury sygnał wyjściowy I2 przyjmuje wartość 4 mA po upływie 60 sekund, a sygnał wilgotności na wyjściu I1 wzrasta do 20 mA. W przypadku awarii czujnika wilgotności sygnał wyjściowy I1 przyjmuje wartość 20 mA po upływie 60 sekund, a sygnał temperatury pozostaje aktywny.
• Urządzenie należy eksploatować wyłącznie w warunkach środowiskowych określonych przez producenta, tj. temperatura pracy obudowy z elektroniką od −40 do +70 °C, wilgotność 0...100 % r.h. z kondensacją.
• Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi. Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektroniczny zgodnie z Dyrektywą 2012/19/UE oraz lokalnymi przepisami.

Pliki do pobrania:
QFM3171 Karta katalogowa
QFM3171 Instrukcja montażu