Elektrische Weerstands methode

Het doel van de elektrische weerstands methode is om de elektrische waardes van de ondergrond te meten, De elektrische weerstand is een functie van een groot aantal eigenschappen van de ondergrond (zoals water hoeveelheid, lithologie, biogeochemische processen, temperatuur) en de distributie van elektrische waardes in de ondergrond kan worden geinterpreteerd in de context van deze eigenschappen.

De standaard methode om de elektrische weerstand te meten is door een vier elektrode meting. In de sectie hieronder is wat meer detail te vinden over deze methode en de metingen. Deze pagina van Subsurface Insights en links hier hebben meer details over de elektrische weerstandsmethode (electrical resistivity in het engels).

In een vier elektrode meting zetten we een gelijks stroom spanning over twee elektrodes (dit zijn de stroom elektrodes). Dit creëert een stroom en potentiaal veld in de ondergrond en we meten zowel de stroom en het elektrisch potentiaal over twee andere elektrodes (de potentiaal elektrodes). We meten dan een stroom (in Amperes) en een potentiaal (in Volts) en we kunnen nu een overdrachts weerstand berekenen met Ohm’s law (R=V/I). Deze weerstand is een functie van de elektrische weerstand van de matrix en de vloeistof. In het geval dat we een matrix van zand hebben (waar zand effectief een hoge weerstand heeft) en waar we als vloeistof water hebben met een grote hoeveelheid ionen (bv zout water, of zelfs in vele gevallen gewoon grondwater) overheerst de invloed van het water en kunnen we een meting doen die (onder bepaalde condities en aannames) ons direct informatie geeft over de elektrische geleidbaarheid van het water op een bepaalde diepte in de ondergrond – iets wat vertaald kan worden in zoet, brak of zout water.

Weerstandsmetingen aan een kabel met meerdere elektrodes

In een standaard meting gebruiken we een set van vier elektrodes. Om informatie over de ondergrond te krijgen moeten we veel metingen doen met de elektrodes op verschillende posities. Dat kan gedaan worden door of de elektrodes te verplaatsen of door het gebruik van kabels met binnenin meerdere (typisch 12-30) conductoren die allemaal aan een elektrode aan de kabel zitten. Aan het einde van deze kabel zit dan een verbinding met typisch meerdere metalen pinnen, en we kunnen dan – door ons instrument met vier van deze pinnen te bevestigen – een meting maken met verschillende elektrodes. In deze meting gebruiken we zowel een simpele nummering van de elektrodes (vaak 1, 2,3..) en de ABMN conventie, waarin A en B aangeven welke elektrodes de stroom elektrodes zijn, en welke elektrodes de potentiaal elektrodes zijn.

Het figuur hieronder geeft een voorbeeld van een simpele kabel met veertien elektrodes, en drie metingen. In dit figuur zijn de rode elektrodes de strooom elektrodes en de groene elektrodes de potentiaal elektrodes.