Als de voornaamste technologie voor de detectie van brandbare gassen sinds de jaren 1960, toen ze voor het eerst werden uitgevonden, zijn pellistorsensoren een waardevol detectie-instrument voor wie in brandbare omgevingen werkt.
De pellistor, ook bekend als een katalytische kralensensor, detecteert brandbare gassen of dampen die onder het explosieve bereik vallen om te waarschuwen voor stijgende gasniveaus. Hij doet dit door gebruik te maken van een spoel van weerstandsdraad binnenin een kleine actieve kraal die bestaat uit cement en platina katalysator. De katalysator verlaagt de temperatuur waarbij het gas rond de kraal ontbrandt, zodat het aanwezige brandbare gas de temperatuur van de kraal doet stijgen en de weerstand van de spoel doet toenemen, waardoor een maat voor de brandbaarheid wordt verkregen via de vergelijking van de spanning met een referentiekring. Vaak bevat de referentiekring een tweede kraal die vergelijkbaar is met de eerste, maar waarvan de katalysator opzettelijk is vergiftigd. De vergiftiging van het compensatie-element is bedoeld om te voorkomen dat katalytische oxidatie optreedt. Maar het reageert nog steeds op dezelfde manier op ongewenste signalen die worden opgewekt door de plaatselijke omgeving rond de korrels, zoals omgevingstemperatuur, vochtigheid of gasstroomsnelheid.
Wanneer een brandbaar gas aanwezig is, stijgt de temperatuur en de weerstand van de kraal ten opzichte van de weerstand van de inerte referentiekraal. Het verschil in weerstand kan dan worden gemeten, waardoor het aanwezige gas kan worden gemeten. De twee korrels worden in een circuit geplaatst waardoor ze verhitten tot een temperatuur tussen 230-250˚C; een temperatuur waarbij de reactie met brandbare gassen zal plaatsvinden als er voldoende platina-katalysator aanwezig is.
Toen zij werden uitgevonden, waren pellistors een oplossing voor de lang aanslepende vlamveiligheidslamp- en kanarentechnieken in mijnen. Meer recentelijk zijn katalytische sensoren ingezet in industriële toepassingen zoals olieraffinaderijen en booreilanden. Pellistorsensoren hebben de neiging goedkoper te zijn dan IR-sensoren door verschillen in het technologieniveau, maar de keerzijde is dat zij wellicht vaker moeten worden vervangen omdat de katalysatoren vergiftigd raken, of de parels barsten door hoge concentraties brandbaar gas waardoor oververhitting optreedt.
Beschrijving
Bij blootstelling aan hoge gasconcentraties vermindert de werking van de pellistor. Concentraties van >100%LEL kunnen de sensorprestaties in gevaar brengen en een offset veroorzaken in het nul/basislijnsignaal. Dit wordt veroorzaakt door snelle temperatuurstijgingen aan het oppervlak van de kraal, waardoor deze ongelijkmatig uitzet. De buitenkant van de kraal scheidt zich van de binnenkant van de kraal en er ontstaan barsten.
Een van de belangrijkste problemen met pellistors is hun gevoeligheid voor vergiftiging of remming. De capaciteit van het katalysatoroppervlak om het gas te oxideren wordt drastisch verminderd wanneer het vergiftigd is, waardoor de functionaliteit van de sensor afneemt. Pellistors met een hoger vermogen hebben vaak een grotere katalytische activiteit en zijn minder gevoelig voor vergiftiging. Poreuzere korrels hebben ook een grotere katalytische activiteit omdat hun oppervlaktevolume waar het gas bij kan, groter is. Een pellistor die vergiftigd is zal elektrisch operationeel blijven, maar zal mogelijk niet reageren op gas. Dit kan bijzonder problematisch zijn omdat het een misleidend beeld kan geven dat de gasdetector en het controlesysteem gezond zijn, terwijl ze in feite geen ontvlambaar gaslek zouden detecteren. Dit is een niet-geopenbaarde fout.
Een ander probleem voor dit soort sensoren is dat van extreme mechanische schokken of trillingen.
Onvolledige verbranding en koolstofafzetting op de kraal vormen ook een probleem voor pellistors. Naarmate de koolstof in de poriën "groeit", ontstaat mechanische schade en vermindert daardoor de detectiecapaciteit van de sensor, of het kan eenvoudigweg de doorgang van gas naar de katalysator blokkeren, waardoor de sensorrespons afneemt.
Storingen kunnen alleen worden opgespoord door vóór elk gebruik een bumptest uit te voeren om na te gaan of de prestaties niet worden aangetast.
Een laatste probleem is wanneer styreen, vinylchloride of andere polymeriserende verbindingen worden gebruikt. De hitte van de pellistorparels kan ervoor zorgen dat het gas tijdens de eerste blootstelling aan gas een keurige "plastic zak" rond de parels vormt. Bij de daaropvolgende blootstelling kan het gas de korrel niet bereiken omdat het niet door de "plastic zak" kan, zodat het niet wordt gedetecteerd.
