Excelでスペクトルから放射照度を計算する

放射照度は波長範囲にわたる分光放射照度の積分であり、Excelでは読み取り値の合計に分光ステップ幅を掛けたものになります。ステップ幅が0.5 nmの場合、数式は=SUM(B2:B100) * 0.5となります。単位はW/(m²・nm)からW/m²に変わります。CIEの範囲の境界はUV-Aが315～400 nm、UV-Bが280～315 nm、UV-Cが100～280 nmです。

Excelで放射照度を計算するには、特定の波長範囲にわたって分光放射照度曲線の下の面積を積分する必要があります。以下にUV-A、UV-B、UV-Cについてその方法を説明します。

• スペクトルのデータ準備
  • A列には波長（nm単位）が含まれます。
  • B列には分光放射照度（W/m²/nm単位）が含まれます。
  • 1行目には列見出し「Wavelength in nm」および「Spectral irradiance E [W / ( m² nm)]」が含まれます。
• 総放射照度の計算
  • 該当する波長範囲にわたって分光放射照度を積分します。

例に示す放射照度はあくまで一例であることにご注意ください。放射照度は、例えばランプまでの距離やその出力に依存します。

Excelでスペクトルから放射照度を計算するための手順

• ファイルをダウンロードし、Excelで開きます。
• 希望する波長範囲をCIE国際照明用語集に従って決定します。通常は次のとおりです
  • UV-A：315 nm～400 nm
  • UV-B：280 nm～315 nm
  • UV-C：100 nm～280 nm
• 分光放射照度を積分します
• Excelまたは他の表計算ソフトでは、これを行うために合計を使用します。数式：= Sum (B2:B100)
• 次に、分光ステップ幅を考慮する必要があります。この例では、通常セル/行あたり0.5 nmです。
• したがって、この場合は合計に0.5を掛けます。数式：= Sum(B2:B100) * 0.5。
• 結果は、分光放射照度曲線から積分された放射照度です。
• 積分の結果、単位が変化します。W/m²/nmはW/m²になります。これは波長間隔Δλ（nm単位）を掛けたためであり、正しい結果です。

注：

弊社の多くのランプやLEDに対応した分光データでは、分光ステップ幅は一般的に一定です。これは、例えば走査型分光器やダブルモノクロメータで測定することで得られます。一方、アレイ分光器は波長範囲にわたって分光ステップ幅が変化します。

これを考慮するために、分光ステップ幅用の補助列を作成します。
これはデルタ波長と呼ばれます。

アレイ分光器の場合にExcelで放射照度を計算するための手順

• デルタ波長用の新しい列Cを作成します：
• 3行目のセルC3に数式：= A3-A2
• この数式を最終行までドラッグします。
• 次に、欠けているセルC2を調整します。数式：= C3
• ここでは同じ分光ステップ幅を仮定し、一方でセルが空になることを避けると同時に、列の最後で0に向かう差分を代わりに得た場合の高い数値も回避します。
• 次に、各行についてB列の分光放射照度にC列のデルタ波長を掛け、その積をD列に書き込みます。D2の数式：= B2 * C2
• ここで初めて、希望する波長範囲にわたってD列の合計を計算します。数式：=SUM(D2:D100)
• 結果は、分光ステップ幅が不均等な分光放射照度曲線から積分された放射照度です。

実施にあたってご不明な点や詳細情報が必要な場合は、お気軽に弊社までお問い合わせください。