QFM4171 Kanałowy czujnik temperatury i wilgotności, o wysokiej dokładności, z kalibracją, 4..20 [mA]; 0..100 %[r.h.] / 4..20 [mA]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C ]lub -40..+70 [°C]

Siemens QFM4171 to wysokiej klasy kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z serii Symaro™ QFM41.., wyposażony w dwa aktywne wyjścia 4…20 mA oraz certyfikat kalibracji. Przeznaczony jest do bardzo dokładnych pomiarów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, w szerokim zakresie –40…+70 °C / 0…100 % r.h., wszędzie tam, gdzie wymagane są stabilne i powtarzalne wyniki oraz możliwość regularnej kontroli i ponownej kalibracji.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFM4171
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z aktywnymi wyjściami prądowymi
• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV / 24 V DC klasa 2 US)
• Sygnały wyjściowe:
  • I1: 4…20 mA, 0…100 % r.h.
  • I2: 4…20 mA, temperatura w jednym z trzech zakresów: 0…50 °C, –35…+35 °C lub –40…+70 °C
• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres pomiarowy temperatury (przełączany zworą):
  • R1: –35…+35 °C
  • R2: 0…50 °C (nastawa fabryczna)
  • R3: –40…+70 °C
• Dokładność pomiaru wilgotności przy 23 °C: ±2 % r.h. w całym zakresie 0…100 % r.h.
• Dryft długoterminowy wilgotności: < 1 % r.h./rok
• Dokładność pomiaru temperatury (przy 24 V AC/DC):
  • w punkcie 23 °C: ±0,3 K
  • w zakresie 15…35 °C: ±0,6 K
  • w zakresie –35…+70 °C: ±0,8 K
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Metoda pomiaru wilgotności: pojemnościowa
• Funkcja testowania: wbudowana funkcja testu pętli, uaktywniana zworą, do szybkiego sprawdzania okablowania i sygnałów wyjściowych
• Zakres zastosowania (obudowa z elektroniką): –40…+70 °C / 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Stopień ochrony obudowy: IP65 (przy prawidłowym zamontowaniu)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Obudowa: dwuczęściowa, poliwęglan (podstawa RAL 7001, pokrywa RAL 7035) z uszczelką gumową
• Trzpień zanurzeniowy: poliwęglan, RAL 7001, z wymienną końcówką pomiarową
• Długość trzpienia: ok. 235 mm, regulowana głębokość zanurzenia z kołnierzem montażowym ok. 90…206 mm
• Przyłącze elektryczne: okrągłe złącze Lumberg RSC 4/9, zaciski śrubowe do 0,75 mm², przepust kablowy M16 (Ø przewodu 4…8 mm)
• Odporność środowiskowa: do zastosowań w środowiskach mieszkalnych, handlowych, lekko uprzemysłowionych i przemysłowych
• Waga (z opakowaniem): ok. 0,244 kg
• Certyfikat kalibracji: dostarczany w komplecie z czujnikiem i końcówką pomiarową AQF4150

Zastosowanie

QFM4171 przeznaczony jest do pomiaru wilgotności względnej i temperatury w kanałach powietrza w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC), w aplikacjach wymagających:

• bardzo wysokiej dokładności i powtarzalności pomiarów,
• wysokiej stabilności długoterminowej,
• regularnej kalibracji i możliwości diagnostyki pętli pomiarowej.

Typowe obiekty:

• magazyny i zakłady produkcyjne artykułów papierowych, włókienniczych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych itp.,
• laboratoria i pomieszczenia badawcze,
• szpitale i obiekty ochrony zdrowia,
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie,
• cieplarnie i inne obiekty wymagające precyzyjnej kontroli wilgotności.

Funkcje i działanie

Pomiary wilgotności względnej

• Wilgotność mierzona jest pojemnościowym elementem pomiarowym, którego pojemność elektryczna zmienia się w funkcji wilgotności względnej powietrza w kanale.
• Elektronika czujnika przetwarza sygnał czujnika na liniowy sygnał wyjściowy 4…20 mA (zacisk I1), odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h.
• Dokładność ±2 % r.h. przy 23 °C zachowana jest w całym zakresie pomiarowym 0…100 % r.h.
• Zależność temperaturowa wynosi maksymalnie 0,05 % r.h./°C, co zapewnia stabilność wskazań przy zmieniającej się temperaturze.
• Stała czasowa < 20 s umożliwia szybką reakcję na zmiany wilgotności przy prędkości powietrza do 20 m/s.
• Dryft długoterminowy < 1 % r.h./rok minimalizuje konieczność częstych korekt i ponownej kalibracji.

Pomiary temperatury

• Temperatura mierzona jest za pomocą rezystancyjnego elementu pomiarowego Pt1000 umieszczonego na końcu końcówki pomiarowej.
• Zmiana rezystancji Pt1000 jest przetwarzana na aktywny sygnał 4…20 mA (zacisk I2), odpowiadający wybranemu zakresowi temperatury:
  • 0…50 °C (nastawa fabryczna – położenie zwory R2),
  • –35…+35 °C (położenie R1),
  • –40…+70 °C (położenie R3).
• Wysoka dokładność pomiaru:
  • ±0,3 K w punkcie 23 °C,
  • ±0,6 K w zakresie 15…35 °C,
  • ±0,8 K w rozszerzonym zakresie –35…+70 °C.
• Stała czasowa < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s zapewnia stabilny i wygładzony sygnał temperatury do regulacji.

Zakresy pomiarowe i konfiguracja

• Wewnątrz pokrywy obudowy znajduje się 6-pinowy element nastawczy ze zworą.
• Wybór zakresu temperatury odbywa się przez ustawienie zwory w jednym z trzech pionowych położeń:
  • R1: –35…+35 °C,
  • R2: 0…50 °C (nastawa fabryczna),
  • R3: –40…+70 °C.
• Wilgotność względna mierzona jest zawsze w zakresie 0…100 % r.h..

Funkcja testowania i diagnostyka

• Funkcja testowania jest aktywowana przez ustawienie zwory w położeniu poziomym.
• Po jej uaktywnieniu sygnały wyjściowe czujnika przyjmują zdefiniowane wartości testowe 4…20 mA, zgodnie z tabelą „Funkcja testowania” w dokumentacji – umożliwia to:
  • szybkie sprawdzenie poprawności okablowania,
  • weryfikację działania sterownika/automatyki,
  • test skalowania wejść analogowych bez konieczności zmiany warunków w kanale powietrznym.
• Opcjonalny zestaw serwisowy AQF3153 zawiera 3 końcówki pomiarowe bez elementu pomiarowego, symulujące stałe wartości:
  • 85 % r.h., 40 °C
  • 50 % r.h., 23 °C
  • 20 % r.h., 5 °C
  Pozwala to na łatwe testowanie pętli pomiarowej bez odłączania samego czujnika.

Zachowanie w stanach awaryjnych

• W przypadku awarii czujnika temperatury:
  • sygnał temperatury I2 przyjmuje wartość 4 mA (wartość minimalna) po ok. 60 s,
  • sygnał wilgotności I1 wzrasta do 20 mA (wartość maksymalna).
• W przypadku awarii czujnika wilgotności:
  • sygnał wilgotności I1 przyjmuje wartość 20 mA po ok. 60 s,
  • sygnał temperatury I2 pozostaje aktywny i zachowuje się zgodnie z rzeczywistą temperaturą.
• Takie zachowanie ułatwia diagnostykę uszkodzeń na podstawie odczytów z wejść analogowych sterownika.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Napięcie zasilania (QFM4171): 13,5…35 V DC (SELV / 24 V DC klasa 2 US).
• Pobór mocy: ≤1 VA.
• Zasilanie powinno być realizowane z transformatora niskonapięciowego z odseparowanymi uzwojeniami, przystosowanego do pracy ze 100 % obciążeniem.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej:
  • bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub
  • wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D wg EN 60898 lub
  • zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Przyłącze realizowane jest przez okrągłe złącze Lumberg RSC 4/9 oraz zaciski śrubowe (maks. 0,75 mm²), z przepustem kablowym na przewód o średnicy 4…8 mm.
• Sygnały wyjściowe:
  • I1: 4…20 mA – wilgotność względna 0…100 % r.h.
  • I2: 4…20 mA – temperatura w wybranym zakresie.
• Uwaga dla QFM4171: zaciski G1(+) i I1(–) wyjścia wilgotności muszą być zawsze podłączone do zasilania, nawet wtedy, gdy wykorzystywane jest tylko wyjście temperatury G2(+) i I2(–).
• Dopuszczalne obciążenie pętli 4…20 mA zależy od napięcia zasilania – należy dobrać je zgodnie z wykresem obciążenia w dokumentacji.
• Długości przewodów sygnałowych należy dobierać wg karty katalogowej urządzenia współpracującego (sterownika/regulatora).
• Zalecane jest stosowanie skrętki do zasilania wtórnego i linii sygnałowych; w środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane.
• Im dłuższe są równolegle prowadzone kable i im mniejsza odległość między nimi, tym większa podatność na zakłócenia – należy to uwzględnić przy projektowaniu instalacji.

Dane techniczne

• Zakres pomiarowy wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C.
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s.
• Dryft długoterminowy wilgotności: < 1 % r.h./rok.
• Prędkość powietrza nawiewanego: do 20 m/s.
• Zakres pomiarowy temperatury: 0…50 °C (R2, fabrycznie), –35…+35 °C (R1), –40…+70 °C (R3).
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000.
• Dokładność temperatury (24 V AC/DC):
  • ±0,3 K w 23 °C,
  • ±0,6 K w 15…35 °C,
  • ±0,8 K w –35…+70 °C.
• Stała czasowa temperatury: < 3,5 min (przy 2 m/s).
• Zasilanie (rodzina QFM41..): 24 V AC ±20 % lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US); dla typu QFM4171 stosowane jest 13,5…35 V DC.
• Pobór mocy: ≤1 VA.
• Stopień ochrony: IP65 wg EN 60529 (zamontowany czujnik, nienaruszona uszczelka).
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1.
• Warunki pracy (IEC 60721-3-3, klasa 4K2 / 3M2):
  • temperatura otoczenia: –40…+70 °C,
  • wilgotność: 0…100 % r.h. (z kondensacją).
• Warunki transportu (IEC 60721-3-2, klasa 2K3 / 2M2):
  • temperatura: –25…+70 °C,
  • wilgotność: <95 % r.h.
• Materiały obudowy:
  • podstawa: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary),
  • pokrywa: poliwęglan, RAL 7035 (jasno-szary),
  • trzpień zanurzeniowy: poliwęglan, RAL 7001.
• Kołnierz montażowy: PA 66 (czarny).
• Osłona ochronna z filtrem (akcesoria AQF3101/3102/3103): korpus z poliwęglanu RAL 7001, filtry PTFE lub spiekana stal nierdzewna wg DIN 17440 (w zależności od wersji).
• Złącze okrągłe: Lumberg RSC 4/9, wtyczka RKFM 4/0,5 M (PA/TPU, styki CuZn niklowane).
• Czujnik w całości: wolny od silikonu.
• 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 zgodność: CE, RCM, UL 873.

Montaż i warunki eksploatacji

• Czujnik przeznaczony jest do montażu w kanale powietrza, najlepiej pośrodku ściany kanału, w miejscu reprezentatywnym dla mierzonych parametrów.
• Możliwy montaż:
  • z kołnierzem montażowym (dostarczanym w komplecie) – do kanału mocowany jest kołnierz, a czujnik wsuwany i blokowany w żądanej głębokości,
  • bez kołnierza – według wymagań instalacji.
• W aplikacjach z nawilżaczami parowymi czujnik powinien być montowany w odległości co najmniej 3 m i maksymalnie 10 m za nawilżaczem.
• Dla korekcji punktu rosy czujnik należy zamontować w kanale powietrza wywiewanego.
• Uszczelka pomiędzy podstawą i pokrywą nie może być usuwana – w przeciwnym razie nie będzie zachowany stopień ochrony IP65.
• Elementy pomiarowe w końcówce pomiarowej są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować szczególną ostrożność.
• Dostęp do elementu nastawczego (zwora zakresów / test) oraz końcówki pomiarowej uzyskuje się po zdjęciu pokrywy mocowanej wkrętami.
• Instrukcja montażu znajduje się na opakowaniu produktu.

Akcesoria

• AQF3101 / AQF3102 / AQF3103 – osłony ochronne z filtrem (części zamienne) o różnych typach filtra:
  • membrana PTFE (standard),
  • spiekany filtr katalityczny PTFE do środowisk z H₂O₂,
  • spiekana stal nierdzewna do warunków szczególnie wymagających.
• AQF4150 – certyfikowana, wymienna końcówka pomiarowa (w zestawie z czujnikiem), z indywidualnym numerem seryjnym i ujęta w certyfikacie kalibracji.
• AQF3153 – zestaw serwisowy z trzema końcówkami o ustalonych wartościach wilgotności i temperatury do diagnostyki i testu pętli.
• AQY2010 – kabel 3 m do pomiaru wyniesionego, umożliwiający montaż końcówki pomiarowej w oddaleniu od obudowy czujnika.

Podsumowanie

Siemens QFM4171 to profesjonalny, kanałowy czujnik wilgotności i temperatury z dwoma wyjściami 4…20 mA i zasilaniem 13,5…35 V DC, zaprojektowany do najbardziej wymagających aplikacji HVAC. Wysoka dokładność, stabilność długoterminowa, certyfikat kalibracji, obudowa o stopniu ochrony IP65, możliwość wyboru zakresu temperatury, wbudowana funkcja testowania oraz bogate wyposażenie dodatkowe (wymienne końcówki pomiarowe, zestaw serwisowy, różne osłony filtrujące) sprawiają, że QFM4171 jest idealnym wyborem do precyzyjnej kontroli wilgotności i temperatury w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych o podwyższonych wymaganiach jakościowych.

Pliki do pobrania:
QFM4171 Karta katalogowa
QFM4171 Instrukcja montażu