Essendo la tecnologia principale per il rilevamento di gas infiammabili dagli anni '60, quando furono inventati per la prima volta, i sensori a pellistor sono uno strumento di rilevamento prezioso per chi lavora in ambienti combustibili.
Conosciuto anche come un sensore catalitico a sfera, il pellistor, rileva i gas o i vapori combustibili che scendono al di sotto della gamma esplosiva per avvertire dell'aumento dei livelli di gas. Lo fa utilizzando una bobina di filo di resistenza all'interno di una piccola perla attiva composta da cemento e catalizzatore di platino. Il catalizzatore abbassa la temperatura alla quale il gas si accende intorno alla perlina, assicurando che il gas infiammabile presente faccia aumentare la temperatura della perlina e la resistenza della bobina, fornendo una misura dell'infiammabilità attraverso il confronto della tensione con un circuito di riferimento. Spesso il circuito di riferimento contiene una seconda perlina simile alla prima, ma con il suo catalizzatore deliberatamente avvelenato. L'avvelenamento dell'elemento di compensazione serve a garantire che l'ossidazione catalitica non avvenga. Ma risponde ancora allo stesso modo ai segnali indesiderati generati dall'ambiente locale intorno alle perle, come la temperatura ambiente, l'umidità o la portata del gas.
Quando è presente un gas combustibile, la temperatura e la resistenza della sfera aumentano rispetto alla resistenza della sfera di riferimento inerte. La differenza di resistenza può quindi essere misurata, permettendo la misurazione del gas presente. Le due sfere sono poste in un circuito che le fa riscaldare fino a 230-250˚C; una temperatura in cui la reazione ai gas infiammabili avverrà se è presente un catalizzatore di platino sufficiente.
Quando furono inventati, i pellistori erano una soluzione alla lunga tecnica delle lampade di sicurezza a fiamma e dei canarini nelle miniere. Più recentemente, i sensori catalitici sono stati sfruttati in applicazioni industriali come le raffinerie di petrolio e le piattaforme petrolifere. I sensori a pellistori tendono ad avere un costo inferiore rispetto ai sensori IR a causa delle differenze nel livello di tecnologia, tuttavia, come rovescio della medaglia, possono aver bisogno di essere sostituiti più frequentemente poiché i catalizzatori si avvelenano, o le perle si incrinano a causa delle alte concentrazioni di gas infiammabile che causano il surriscaldamento.
Descrizione
Se esposto ad alte concentrazioni di gas , la funzionalità del pellistore si riduce. Concentrazioni di >100%LEL possono compromettere le prestazioni del sensore e creare un offset nel segnale di zero/linea di base. Ciò è causato da rapidi aumenti di temperatura sulla superficie del tallone che lo fanno espandere in modo non uniforme. L'esterno del tallone si divide dall'interno del tallone e si formano delle crepe.
Uno dei problemi principali con i pellistori è la loro suscettibilità all'avvelenamento o all'inibizione. La capacità della superficie del catalizzatore di ossidare il gas si riduce drasticamente quando è avvelenata, quindi diminuisce la funzionalità del sensore. I pellistori più potenti hanno spesso una maggiore attività catalitica e sono meno vulnerabili all'avvelenamento. Le perle più porose hanno anche una maggiore attività catalitica perché il loro volume superficiale a cui il gas può arrivare è aumentato. Un pellistor che è stato avvelenato rimarrà elettricamente operativo ma potrebbe non rispondere al gas. Questo può essere particolarmente fastidioso perché può dare un'immagine fuorviante che il rilevatore di gas e il sistema di controllo sono sani, quando in realtà non rileverebbero una perdita di gas infiammabile. Questo costituisce un guasto non rivelato.
Un altro problema per questi tipi di sensori è quello degli urti meccanici estremi o delle vibrazioni.
I risultati di una combustione incompleta e i depositi di carbonio sul tallone causano anche un problema per i pellistori. Man mano che il carbonio "cresce" nei pori, crea un danno meccanico e quindi diminuisce le capacità di rilevamento del sensore, o può semplicemente bloccare il passaggio del gas al catalizzatore, diminuendo la risposta del sensore.
I guasti possono essere riconosciuti solo attraverso il bump test prima di ogni utilizzo per assicurare che le prestazioni non vengano degradate.
Un ultimo problema è quando si usano stirene, cloruro di vinile o altri composti polimerizzanti. Il calore delle perle di pellistor può far sì che il gas costruisca un'ordinata "borsa di plastica" intorno alle perle durante la prima esposizione al gas. Durante le esposizioni successive, il gas non può raggiungere la perlina perché non può passare attraverso il "sacchetto di plastica", quindi non viene rilevato.
