Irradianssin laskeminen spektristä Excelissä

Irradianssi on spektrisen irradianssin integraali aallonpituusalueella – Excelissä tämä on siis lukemien summa kerrottuna spektrisellä askelvälillä. Kun askelväli on 0,5 nm, kaava on =SUM(B2:B100) * 0,5. Yksikkö muuttuu W/(m²·nm):stä W/m²:ksi. CIE:n mukaiset alueiden rajat ovat UV-A 315–400 nm, UV-B 280–315 nm ja UV-C 100–280 nm.

Irradianssin laskemiseksi Excelissä on integroitava spektrisen irradianssin käyrän alle jäävä pinta-ala halutulla aallonpituusalueella. Tässä ohjeet, kuinka tämä tehdään UV-A-, UV-B- ja UV-C-alueille:

• Spektrien tietojen valmistelu
  • Sarake A sisältää aallonpituuden (nm).
  • Sarake B sisältää spektrisen irradianssin (W/m²/nm).
  • Rivi 1 sisältää sarakeotsikot Aallonpituus nm ja Spektrinen irradianssi E [W / ( m² nm)]
• Kokonaisirradianssin laskeminen
  • Integroikaa spektrinen irradianssi vastaavalla aallonpituusalueella.

Huomatkaa, että esimerkeissä esitetty irradianssi on esimerkinomainen. Irradianssi riippuu esimerkiksi etäisyydestä lamppuun ja sen tehosta.

Vaiheittaiset ohjeet irradianssin laskemiseksi Excelissä spektristä

• Ladatkaa tiedosto ja avatkaa se Excelissä.
• Määrittäkää halutut aallonpituusalueet CIE:n kansainvälisen valaistussanaston mukaisesti. Yleensä nämä ovat
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Integroikaa spektrinen irradianssi
• Käyttäkää Excelissä tai muussa taulukkolaskentaohjelmistossa summaa tähän. Kaava: = Sum (B2:B100)
• Nyt on otettava huomioon spektrinen askelväli. Esimerkeissämme se on tavallisesti 0,5 nm solua/riviä kohti.
• Kertokaa siis summa tässä tapauksessa 0,5:llä: Kaava: = Sum(B2:B100) * 0,5.
• Tuloksena on spektrisen irradianssikäyrän integroinnista saatu irradianssi.
• Yksikkö muuttuu integroinnin seurauksena. W/m²/nm muuttuu W/m²:ksi. Tämä on oikein, koska tulos kerrottiin aallonpituusvälillä Δλ nm:na.

Huomio:

Meidän spektritiedoissamme, joita on saatavilla monille lampuille ja LED-valoille, spektrinen askelväli on yleensä vakio. Tämä voidaan saada esimerkiksi mittaamalla skannaavalla spektrometrillä tai kaksoismonokromaattorilla. Sen sijaan matriisispektrometreillä spektrinen askelväli muuttuu aallonpituusalueen mukaan.

Tämän huomioon ottamiseksi luokaa apusarake spektriselle askelvälille.
Tätä kutsutaan delta-aallonpituudeksi.

Ohjeet irradianssin laskemiseksi Excelissä matriisispektrometrille

• Luokaa uusi sarake C delta-aallonpituudelle:
• Rivillä 3, solussa C3, kaava: = A3-A2
• Vetäkää kaava viimeiselle rivelle.
• Säätäkää nyt puuttuva solu C2: Kaava: = C3
• Tässä oletamme saman spektrisen askelvälin ja vältämme yhtäältä tyhjän solun, mutta toisaalta myös korkean numeerisen arvon, jos saisimme vaihtoehtoisesti erotuksen kohti nollaa sarakkeen lopussa.
• Kertokaa nyt sarakkeen B spektrinen irradianssi sarakkeen C delta-aallonpituudella jokaisella rivillä ja kirjoittakaa tulo sarakkeeseen D. Kaava solussa D2: = B2 * C2
• Vasta nyt laskette sarakkeen D summan halutulla aallonpituusalueella. Kaava: =SUM(D2:D100)
• Tuloksena on jälleen irradianssi, joka on integroitu spektrisen irradianssikäyrän eri suuruisista spektrisistä askelväleistä.

Jos toteutuksessa ilmenee vaikeuksia tai tarvitsette lisätietoja, ottakaa yhteyttä meihin.