Calcolo dell'irradianza da uno spettro in Excel

L'irradianza è l'integrale dell'irradianza spettrale su un intervallo di lunghezze d'onda – in Excel quindi la somma delle letture moltiplicata per la larghezza del passo spettrale. Con una larghezza del passo di 0,5 nm la formula è =SUM(B2:B100) * 0.5. L'unità cambia da W/(m²·nm) a W/m². I limiti degli intervalli CIE sono UV-A 315–400 nm, UV-B 280–315 nm e UV-C 100–280 nm.

Per calcolare l'irradianza in Excel, è necessario integrare l'area sotto la curva di irradianza spettrale su un intervallo di lunghezze d'onda specifico. Ecco una guida su come farlo per UV-A, UV-B e UV-C:

• Preparazione dei dati per gli spettri
  • La colonna A contiene la lunghezza d'onda (in nm).
  • La colonna B contiene l'irradianza spettrale (in W/m²/nm).
  • La riga 1 contiene le intestazioni delle colonne Lunghezza d'onda in nm e Irradianza spettrale E [W / ( m² nm)]
• Calcolo dell'irradianza totale
  • Integrare l'irradianza spettrale sull'intervallo di lunghezze d'onda corrispondente.

Si prega di notare che l'irradianza negli esempi è esemplificativa. L'irradianza dipende, ad esempio, dalla distanza dalla lampada e dalla sua potenza.

Istruzioni passo dopo passo per calcolare l'irradianza in Excel da uno spettro

• Scaricate il file e apritelo in Excel.
• Determinate gli intervalli di lunghezza d'onda desiderati secondo il CIE International Lighting Vocabulary, Questi sono generalmente
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Integrate l'irradianza spettrale
• In Excel o in altri software di foglio di calcolo, utilizzate la somma per farlo. Formula: = Sum (B2:B100)
• Ora è necessario tenere conto della dimensione del passo spettrale. Nei nostri esempi, questa è generalmente 0,5 nm per cella/riga.
• Quindi, moltiplicate la somma in questo caso per 0,5: Formula: = Sum(B2:B100) * 0.5.
• Il risultato è l'irradianza integrata dalla curva di irradianza spettrale.
• L'unità cambia a seguito dell'integrazione. W/m²/nm diventa W/m². Questo è corretto, poiché è stata moltiplicata per l'intervallo di lunghezza d'onda Δλ in nm.

Nota:

Nei nostri dati spettrali, disponibili per molte lampade e LED, la dimensione del passo spettrale è generalmente costante. Questo può essere ottenuto, ad esempio, misurando con uno spettrometro a scansione o un doppio monocromatore. Gli spettrometri ad array, invece, hanno una larghezza del passo spettrale che cambia sull'intervallo di lunghezze d'onda.

Per tenere conto di ciò, create una colonna ausiliaria per la dimensione del passo spettrale.
Questa è chiamata lunghezza d'onda delta.

Istruzioni per calcolare l'irradianza in Excel per uno spettrometro ad array

• Create una nuova colonna C per la lunghezza d'onda delta:
• Nella riga 3, cella C3, formula: = A3-A2
• Tirate la formula fino all'ultima riga.
• Ora adattate la cella mancante C2: Formula: = C3
• Qui assumiamo la stessa dimensione del passo spettrale ed evitiamo una cella vuota da un lato, ma anche un valore numerico elevato se altrimenti otterremmo una differenza verso 0 alla fine della colonna.
• Ora moltiplicate l'irradianza spettrale nella colonna B per la lunghezza d'onda delta nella colonna C per ogni riga e scrivete il prodotto nella colonna D. Formula in D2: = B2 * C2
• Solo a questo punto calcolate la somma della colonna D sull'intervallo di lunghezze d'onda desiderato. Formula: =SUM(D2:D100)
• Il risultato è nuovamente l'irradianza che è stata integrata dalla curva di irradianza spettrale con larghezze di passo spettrale non uguali.

Se avete difficoltà con l'implementazione o necessitate di ulteriori dettagli, non esitate a contattarci.