De bestralingssterkte uit een spectrum berekenen in Excel

Bestralingssterkte is de integraal van de spectrale bestralingssterkte over een golflengtebereik – in Excel dus de som van de meetwaarden vermenigvuldigd met de spectrale stapgrootte. Bij een stapgrootte van 0,5 nm luidt de formule =SUM(B2:B100) * 0,5. De eenheid verandert van W/(m²·nm) naar W/m². De CIE-bereikgrenzen zijn UV-A 315–400 nm, UV-B 280–315 nm en UV-C 100–280 nm.

Om de bestralingssterkte in Excel te berekenen, moet u de oppervlakte onder de spectrale bestralingssterktecurve over een bepaald golflengtebereik integreren. Hier volgt een handleiding voor UV-A, UV-B en UV-C:

• Gegevensvoorbereiding voor de spectra
  • Kolom A bevat de golflengte (in nm).
  • Kolom B bevat de spectrale bestralingssterkte (in W/m²/nm).
  • Rij 1 bevat de kolomkoppen Golflengte in nm en Spectrale bestralingssterkte E [W / ( m² nm)]
• Berekening van de totale bestralingssterkte
  • Integreer de spectrale bestralingssterkte over het betreffende golflengtebereik.

Let op: de bestralingssterkte in de voorbeelden is illustratief. De bestralingssterkte hangt bijvoorbeeld af van de afstand tot de lamp en het vermogen ervan.

Stapsgewijze instructies voor het berekenen van de bestralingssterkte in Excel uit een spectrum

• Download het bestand en open het in Excel.
• Bepaal de gewenste golflengtebereiken volgens het CIE International Lighting Vocabulary. Dit zijn in het algemeen
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Integreer de spectrale bestralingssterkte
• Gebruik in Excel of andere spreadsheetsoftware de som hiervoor. Formule: = Sum (B2:B100)
• Nu moet u rekening houden met de spectrale stapgrootte. In onze voorbeelden is dit meestal 0,5 nm per cel/rij.
• Vermenigvuldig de som in dit geval daarom met 0,5: Formule: = Sum(B2:B100) * 0,5.
• Het resultaat is de bestralingssterkte geïntegreerd uit de spectrale bestralingssterktecurve.
• De eenheid verandert als gevolg van de integratie. W/m²/nm wordt W/m². Dit is correct, omdat er vermenigvuldigd is met het golflengte-interval Δλ in nm.

Opmerking:

In onze spectrale gegevens, die beschikbaar zijn voor veel lampen en LED's, is de spectrale stapgrootte over het algemeen constant. Dit kan bijvoorbeeld worden verkregen door meting met een scannende spectrometer of een dubbele monochromator. Arrayspectrometers hebben daarentegen een spectrale stapgrootte die over het golflengtebereik verandert.

Om hiermee rekening te houden, maakt u een hulpkolom aan voor de spectrale stapgrootte.
Dit wordt de deltagolflengte genoemd.

Instructies voor het berekenen van de bestralingssterkte in Excel voor een arrayspectrometer

• Maak een nieuwe kolom C aan voor de deltagolflengte:
• In rij 3, cel C3, formule: = A3-A2
• Sleep de formule naar de laatste rij.
• Pas nu de ontbrekende cel C2 aan: Formule: = C3
• Hierbij gaan we uit van dezelfde spectrale stapgrootte en vermijden we enerzijds een lege cel, maar ook een hoge numerieke waarde als we anders aan het einde van de kolom een verschil richting 0 zouden krijgen.
• Vermenigvuldig nu de spectrale bestralingssterkte in kolom B met de deltagolflengte in kolom C voor elke rij en schrijf het product in kolom D. Formule in D2: = B2 * C2
• Pas nu berekent u de som van kolom D over het gewenste golflengtebereik. Formule: =SUM(D2:D100)
• Het resultaat is opnieuw de bestralingssterkte die is geïntegreerd uit de spectrale bestralingssterktecurve met ongelijke spectrale stapgroottes.

Als u problemen ondervindt bij de uitvoering of meer details nodig heeft, neemt u gerust contact met ons op.