sähkömenetelmä

Sähkömenetelmä on yleistermi niille tutkimus- ja mittausmenetelmille, joissa sähköistä signaalia käytetään aineen ominaisuuksien selvittämiseen. Näillä menetelmillä mitataan sähköjohtavuutta, resistanssia, permittiviteettiä tai impedanssia ja tulkitaan näiden arvojen perusteella kohteen koostumusta, tilaa ja rakennetta. Sähkömenetelmiä sovelletaan laajasti sekä luonnontieteissä että teollisuudessa.

Perusperiaate ja yleisimmät tekniikat: Kohteeseen syötetään sähkövirtaa ja mitataan vaste, kuten jännite, virta tai impedanssi. Keskeisiä tekniikoita ovat DC-resistiiviteetin mittaus sekä vaihtovirtaan perustuvat impedanssi- ja impedanssianalyysit. Sähköresistiviteettitomografia (ERT) on esimerkki kuvantamismenetelmä, jolla voidaan muodostaa kartta kohteen resistiivisyydestä kolmiulotteisesti. Taajuusvasteisiin perustuvat menetelmät, kuten impedanssimittaukset useilla taajuuksilla, auttavat erottamaan erilaisia sähköisiä ominaisuuksia materiaalissa tai maaperässä.

Sovellukset: Geofysiikassa sähkömenetelmät kartoittavat maaperän kerroksia, vesitaloutta ja mineraalisuutta. Arkeologiassa ne auttavat piilossa olevien rakenteiden paikantamisessa sijoittamalla sähköisiä vasteita. Rakennusalalla ne voivat arvioida betoni- ja raudoitusmateriaalien kuntoa sekä kosteutta. Materiaalitieteessä ja biomedisiin sovelluksiin impedance- ja sähköinen impedanssianalyysi antavat tietoa materiaalien sähköisestä käyttäytymisestä sekä kudosten tilasta.

Edut ja rajoitteet: Etuina ovat ei-invasiivisuus, nopeus ja kohtuulliset kustannukset sekä laaja soveltuvuusalue. Rajoitteita voivat olla tulkinnan monitulkintaisuus, ympäristötekijöiden vaikutukset (kosteus, lämpö, suolaisuus) sekä elektrodien asennukseen liittyvät epävarmuudet. Termi kattuu perusresistiivisyyden, impedanssin ja kuvantamisen menetelmät sekä niiden yhdistelmät.