2 systemy pomiaru wilgotności papieru i tektury na linii produkcyjnej

Wpis zaktualizowany: październik 2026 - według danych producentów Schaller i MoistTech. Do wpisu włączyliśmy porównanie czujnika MoistTech IR-3000C z czujnikami Schaller MF-P-HTD i MF-S-HTD.

Od wilgotności papieru zależą jego wymiary, płaskość, wytrzymałość i podatność na zginanie, a w przetwórstwie także to, jak trzyma się na nim powłoka. Laboratorium podaje wynik po fakcie - gdy rola jest już nawinięta, a partia tektury sklejona. Pomiar ciągły na linii pokazuje wilgotność wstęgi w chwili, gdy da się jeszcze skorygować suszenie albo nawilżanie.

Do ciągłego pomiaru wilgotności papieru, tektury i kartonu stosuje się dwie metody. W metodzie pojemnościowej (dielektrycznej) czujnik ustawiony nad wstęgą mierzy wodę polem elektrycznym wysokiej częstotliwości - tak pracują czujniki Schaller MF-P-HTD i Schaller MF-S-HTD. W metodzie optycznej czujnik z odległości kilkudziesięciu centymetrów analizuje światło bliskiej podczerwieni (NIR) odbite od materiału - tak pracuje MoistTech IR-3000C. Poniżej wyjaśniamy, jak działa każda z nich, czym różnią się w praktyce i jak dobrać system do konkretnej linii.

Ile kosztuje wilgotność papieru poza tolerancją

• Papier zbyt wilgotny trafia do dalszej obróbki z ryzykiem falowania i odklejania powłok. Na liniach powlekania tektury nadmiar wilgoci daje wady powłoki, słabe wykończenie powierzchni i dłuższe suszenie.
• Papier przesuszony pęka i gorzej wiąże powłokę, a masa opłacona jako surowiec wychodzi z zakładu jako brakująca woda w gramaturze.
• Suszarnia pracująca „na zapas” zużywa energię, której nikt nie zapłaci w cenie wyrobu.
• Kontrola wyrobu gotowego wychwytuje błąd dopiero po zużyciu całej roli - pomiar w linii przenosi decyzję o korekcie z końca zmiany na bieżącą minutę, a zapis wyników daje dokumentację jakości każdej roli.

Metoda pojemnościowa - czujniki Schaller MF-P-HTD i MF-S-HTD

Czujnik pojemnościowy wytwarza pod płytką pomiarową pole elektryczne wysokiej częstotliwości, które wnika w materiał. Woda ma względną przenikalność elektryczną około 80, a suchy papier zaledwie kilka, więc to woda decyduje o sygnale. Ponieważ wynik zależy też od temperatury, czujniki HTD mają wbudowany czujnik podczerwieni, który mierzy temperaturę materiału i automatycznie ją kompensuje. Rolki prowadzące ze stali nierdzewnej utrzymują stały odstęp wstęgi od płytki pomiarowej - to warunek powtarzalnego odczytu.

Czujnik mierzy materiał nieruchomy i przesuwający się pod nim, a wynik nie zależy od prędkości wstęgi. Producent przewiduje montaż na trawersie - wtedy jeden czujnik przejeżdża w poprzek wstęgi i zdejmuje profil wilgotności na całej jej szerokości, zamiast pomiaru w jednym punkcie.

Sygnał czujnika zależy od rodzaju materiału i gramatury. Krzywą charakterystyczną dla konkretnego papieru tworzy laboratorium producenta na próbkach od klienta - pięć arkuszy A4 na każdy rodzaj; jedno zlecenie obejmuje jedną gramaturę, jest też wariant do trzech gramatur tego samego produktu. Wilgotność odniesienia laboratorium oznacza według normy EN ISO 287. Zawartość wody i temperatura materiału trafiają do sterowni przez wybrany interfejs - cyfrowy Modbus TCP albo wyjście analogowe. Oprogramowanie HumiSenseWare na komputerze, działające z interfejsem Modbus TCP, wyświetla wyniki, przelicza wilgotność, prowadzi kalibrację typów materiału i zarządza danymi pomiarowymi.

MF-P-HTD czy MF-S-HTD

Konstrukcyjnie to ten sam przyrząd: ta sama obudowa, płytka pomiarowa, czujnik podczerwieni i elektronika. Różni je kalibracja, czyli materiał i zakres gramatur. MF-P-HTD mierzy papier i tekturę falistą o gramaturze od 80 do 500 g/m². MF-S-HTD mierzy karton, tekturę litą, płyty celulozowe oraz płyty gipsowo-kartonowe i wiórowe o gramaturze od 300 do 2000 g/m² (wyższe na zapytanie), ale producent wprost wyklucza go do tektury falistej. Zakresy nachodzą na siebie tylko w paśmie 300-500 g/m², więc wybór wynika zwykle wprost z materiału.

Warunki montażu i obsługi

• Czujnik montuje się nad materiałem, płytką pomiarową do wstęgi, a pod nim musi zostać 300 mm wolnej przestrzeni.
• Wstęga ma przez cały czas opierać się na rolkach prowadzących czujnika.
• Na czujniku nie może skraplać się woda - uwaga na chłodną halę i gorący papier, to najczęstsza przyczyna błędnych odczytów.
• Miejsce montażu z dala od silnych pól elektromagnetycznych i udarów mechanicznych; wyrównanie potencjałów (ekran GND) podłączone przewodem o przekroju co najmniej 0,25 mm².
• Czujnik podczerwieni czyści się wyłącznie suchym sprężonym powietrzem.
• Producent wymaga regulacji czujnika co dwa tygodnie: przy temperaturze czujnika od 20,0 do 26,0 °C, co najmniej 30 minut po włączeniu i bez materiału pod płytką pomiarową. Ten krok trzeba zaplanować w harmonogramie utrzymania ruchu, na przykład przy zmianie roli.

Metoda NIR - czujnik MoistTech IR-3000C

Cząsteczki wody pochłaniają promieniowanie bliskiej podczerwieni przy charakterystycznych długościach fali. Czujnik NIR oświetla materiał i mierzy światło odbite przy kilku długościach fali - im więcej wody, tym mniej światła wraca w paśmie absorpcji wody. Pomiar jest bezkontaktowy: IR-3000C pracuje w odległości 10-40 cm nad wstęgą, a plamka pomiarowa ma około 3,7 cm średnicy. Oprogramowanie pomija przerwy w materiale i nie reaguje na oświetlenie hali ani temperaturę otoczenia.

IR-3000C to czujnik serii MoistTech IR-3000 skonfigurowany do przetwórstwa papieru i powlekania. Oprócz wilgotności mierzy gramaturę powłoki (wodnej, woskowej, winylowej, żywicznej, kleju termotopliwego, polimeru), grubość arkusza, folii i warstwy kleju oraz temperaturę materiału - do trzech składników jednocześnie. Kalibracje dla różnych gatunków i powłok zapisuje się jako kody produktów (do 50), a wynik można podawać na masę mokrą albo suchą. Dokładność pomiaru wilgotności to ±0,1 %.

Kalibrację producent przygotowuje fabrycznie na próbkach materiału klienta, przy powłokach - z powłoką i bez niej. W trybie autoreferencji czujnik mierzy najpierw niepowleczone podłoże jako zero, a potem samą powłokę, więc zmiany gramatury podłoża nie przekłamują wyniku. Na pracującej linii korektę przesunięcia robi się na podstawie próbki pobranej z miejsca pomiaru i oznaczonej w laboratorium. Czujnik nie wymaga rutynowej rekalibracji, a alarm zabrudzenia okna sygnalizuje, kiedy okno trzeba oczyścić; tuba z przedmuchem powietrza chroni je przed pyłem.

Obudowa z odlewu aluminium ma stopień ochrony IP65, czujnik pracuje w otoczeniu do 55 °C, a z chłodzeniem powietrznym albo wodnym do 85 °C. Do miejsc mytych wodą jest wersja IR-3000 IP67 w obudowie ze stali nierdzewnej. Do pomiaru profilu w poprzek wstęgi producent oferuje systemy trawersujące.

Porównanie czujników MF-P-HTD, MF-S-HTD i IR-3000C

Który system do której linii

• Linia powlekania, laminowania albo nakładania kleju, na której liczy się gramatura powłoki lub grubość warstwy - IR-3000C; to jedyny z tych czujników, który mierzy powłokę.
• Wstęga papieru albo tektury falistej, gdy potrzebna jest sama wilgotność - MF-P-HTD albo IR-3000C; decydują miejsce montażu, warunki otoczenia i sposób integracji.
• Karton, tektura lita, arkusze celulozy i płyty o gramaturze powyżej 500 g/m² - MF-S-HTD.
• Wstęga, która nie może dotykać żadnych elementów pomiarowych - IR-3000C mierzy z odległości 10-40 cm.
• Gorąca strefa przy suszarni - MF-P-HTD pracuje w otoczeniu do 70 °C, o ile nie skrapla się na nim woda; IR-3000C do 55 °C, a z chłodzeniem do 85 °C.
• Linia myta wodą - IR-3000 IP67 w obudowie ze stali nierdzewnej.
• Sterownik z wejściem Profibus, Profinet, DeviceNet albo EtherNet/IP - IR-3000C z odpowiednią opcją; Modbus TCP albo wejście analogowe 4-20 mA obsłużą oba systemy.

Gdzie zamontować czujnik na linii

Punkt pomiaru wybiera się tam, gdzie wynik może jeszcze coś zmienić. Typowe miejsca to:

• wejście linii - kontrola wilgotności papieru odwijanego z roli, zanim trafi do obróbki,
• za sekcją suszącą i przed nawijaniem roli w papierni,
• wstęga w tekturnicy, gdzie wilgotność decyduje o sklejeniu warstw tektury falistej,
• za stacją nakładania powłoki i za suszarnią - gramatura powłoki i wilgotność wyrobu przed drukiem i przetwarzaniem,
• przy urządzeniach nawilżających - kurtynach parowych, profilerach parowych i mikrozraszaczach - przed nimi i za nimi,
• wyrób gotowy schodzący z linii.

Na liniach powlekania tektury MoistTech wskazuje trzy kluczowe punkty: podłoże przed powlekaniem, wstęgę tuż za powlekaniem i wyrób za suszarnią. Więcej o pomiarze powłok piszemy we wpisie o analizie wilgotności i grubości powłok w przetwórstwie papieru, a pojęcia branżowe objaśniamy we wpisie o przetwórstwie papieru.

Od pomiaru do stabilizacji wilgotności papieru

Pomiar ciągły ma sens wtedy, gdy wynik wraca do procesu. Oba systemy przekazują go do sterownika linii, a sygnał służy do regulacji suszenia albo nawilżania - przy IR-3000C także w układzie zamkniętym, bez udziału operatora. Trend w oprogramowaniu IR-3000C pozwala reagować, zanim wilgotność przekroczy próg, a zapis wyników w obu systemach daje historię każdej roli i partii.

Stabilna wilgotność wyrobu wymaga też stabilnego pomiaru. Przy czujnikach HTD oznacza to regulację co dwa tygodnie, przy IR-3000C - czyste okno pomiarowe i okresowe porównanie z próbką laboratoryjną.

Wdrożenie krok po kroku

1. Ustal cel pomiaru: sama wilgotność czy także powłoka, pomiar w jednym punkcie czy profil na szerokości wstęgi.
2. Zbierz dane o produkcji: gatunki i gramatury, zakres wilgotności, obecną metodę laboratoryjną (na przykład wagosuszarka albo miernik ręczny), wielkość próbek, dokładność tej metody i dokładność, jakiej oczekujesz od czujnika.
3. Sfotografuj i zwymiaruj miejsce montażu: wolną przestrzeń pod czujnikiem HTD (300 mm) albo odległość od wstęgi dla IR-3000C (10-40 cm), konstrukcję wolną od drgań, temperaturę otoczenia, parę wodną i pył.
4. Przekaż próbki do laboratorium producenta: dla czujników HTD pięć arkuszy A4 na każdy rodzaj papieru, dla IR-3000C materiał, a przy powłokach - z powłoką i bez niej.
5. Wybierz sposób integracji: przy czujnikach HTD jeden z dwóch interfejsów (Modbus TCP z PoE albo 4-20 mA), który przesądza też o zasilaniu; przy IR-3000C wyjścia standardowe albo opcję sieci przemysłowej.
6. Po uruchomieniu porównaj wynik z laboratorium: pobierz próbkę dokładnie z miejsca pomiaru, zamknij ją szczelnie i oznacz metodą suszarkową według EN ISO 287. Przy IR-3000C wynik wpisuje się w oprogramowaniu, które przelicza korektę.
7. Wpisz obsługę do harmonogramu utrzymania ruchu: regulację czujnika HTD co dwa tygodnie albo czyszczenie okna IR-3000C po alarmie.

Pomiar ręczny jako uzupełnienie

Czujnik w linii nie zastępuje kontroli dostaw i magazynu. Wilgotność papieru w rolkach, stosach i belach mierzy się przyrządami ręcznymi - porównujemy je we wpisie o wilgotnościomierzach do papieru w belach i stosach, a pomiar w rolkach opisujemy we wpisie o mierniku humimeter PM5. Do szybkiej analizy małych próbek w laboratorium albo przy linii służy analizator NIR MoistTech IRMA-858. Wszystkie przyrządy do papieru i tektury zebraliśmy w kategorii wilgotnościomierze do papieru i tektury.

Podsumowanie

Czujnik pojemnościowy Schaller mierzy wodę polem wnikającym w materiał prowadzony na rolkach i wymaga krzywej dla każdego gatunku oraz regulacji co dwa tygodnie. Czujnik NIR MoistTech mierzy bezkontaktowo, z kilkudziesięciu centymetrów, i jako jedyny z tej trójki podaje także gramaturę powłoki i grubość. Gdy liczy się sama wilgotność papieru albo tektury falistej, wybór rozstrzygają miejsce montażu, warunki i automatyka linii; gdy liczy się powłoka - IR-3000C; gdy przez linię idzie karton albo płyta powyżej 500 g/m² - MF-S-HTD.

Jako dystrybutor wymienionych marek w Polsce dobieramy metodę i punkty pomiaru do konkretnej linii, przekazujemy próbki do laboratoriów producentów i pomagamy przy uruchomieniu. Napisz do nas, a przygotujemy ofertę w 24 h.

Artykuł zaktualizowany: październik 2026. Źródła: strony producentów (Schaller Messtechnik - MF-P-HTD; MoistTech - IR-3000C), instrukcja obsługi MF-P-HTD, katalog produktów MoistTech 2024, nota aplikacyjna MoistTech „Board Coating”, instrukcja techniczna serii MoistTech 3000; norma EN ISO 287.