Výpočet ozářenosti ze spektra v Excelu

Ozářenost je integrálem spektrální ozářenosti přes rozsah vlnových délek – v Excelu tedy součet naměřených hodnot vynásobený spektrálním krokem. Při kroku 0,5 nm zní vzorec =SUM(B2:B100) * 0,5. Jednotka se změní z W/(m²·nm) na W/m². Hraniční hodnoty rozsahů CIE jsou UV-A 315–400 nm, UV-B 280–315 nm a UV-C 100–280 nm.

Pro výpočet ozářenosti v Excelu je třeba integrovat plochu pod křivkou spektrální ozářenosti v určitém rozsahu vlnových délek. Zde je návod, jak to provést pro UV-A, UV-B a UV-C:

• Příprava dat pro spektra
  • Sloupec A obsahuje vlnovou délku (v nm).
  • Sloupec B obsahuje spektrální ozářenost (ve W/m²/nm).
  • Řádek 1 obsahuje záhlaví sloupců Vlnová délka v nm a Spektrální ozářenost E [W / ( m² nm)]
• Výpočet celkové ozářenosti
  • Integrujte spektrální ozářenost přes odpovídající rozsah vlnových délek.

Vezměte prosím na vědomí, že ozářenost v příkladech je pouze orientační. Ozářenost závisí například na vzdálenosti od lampy a jejím výkonu.

Podrobný návod pro výpočet ozářenosti v Excelu ze spektra

• Stáhněte si soubor a otevřete jej v Excelu.
• Určete požadované rozsahy vlnových délek podle Mezinárodního slovníku osvětlovací techniky CIE, obvykle se jedná o
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Integrujte spektrální ozářenost
• V Excelu nebo jiném tabulkovém programu k tomu použijte funkci součet. Vzorec: = Sum (B2:B100)
• Nyní musíte zohlednit velikost spektrálního kroku. V našich příkladech je to obvykle 0,5 nm na buňku/řádek.
• Proto součet v tomto případě vynásobte 0,5: Vzorec: = Sum(B2:B100) * 0,5.
• Výsledkem je ozářenost integrovaná z křivky spektrální ozářenosti.
• Jednotka se v důsledku integrace změní. Z W/m²/nm se stane W/m². To je správně, protože bylo vynásobeno intervalem vlnové délky Δλ v nm.

Poznámka:

V našich spektrálních datech, která jsou k dispozici pro mnoho lamp a LED, je velikost spektrálního kroku obecně konstantní. Toho lze dosáhnout například měřením skenovacím spektrometrem nebo dvojitým monochromátorem. Diodová pole spektrometrů (array spektrometry) mají naproti tomu spektrální krok, který se v rámci rozsahu vlnových délek mění.

Chcete-li to zohlednit, vytvořte pomocný sloupec pro velikost spektrálního kroku.
Ten se nazývá delta vlnové délky.

Návod pro výpočet ozářenosti v Excelu pro array spektrometr

• Vytvořte nový sloupec C pro deltu vlnové délky:
• V řádku 3, buňka C3, vzorec: = A3-A2
• Přetáhněte vzorec až do posledního řádku.
• Nyní upravte chybějící buňku C2: Vzorec: = C3
• Zde předpokládáme stejnou velikost spektrálního kroku a na jedné straně se vyhneme prázdné buňce, na druhé straně také vysoké číselné hodnotě, pokud bychom alternativně na konci sloupce získali rozdíl blížící se 0.
• Nyní vynásobte spektrální ozářenost ve sloupci B deltou vlnové délky ve sloupci C pro každý řádek a výsledek zapište do sloupce D. Vzorec v D2: = B2 * C2
• Teprve nyní vypočítejte součet sloupce D přes požadovaný rozsah vlnových délek. Vzorec: =SUM(D2:D100)
• Výsledkem je opět ozářenost, která byla integrována z křivky spektrální ozářenosti s nerovnoměrnými spektrálními kroky.

Pokud narazíte na jakékoli potíže při realizaci nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.