Beregning av irradians fra et spektrum i Excel

Irradians er integralet av den spektrale irradiansen over et bølgelengdeområde – i Excel altså summen av avlesningene multiplisert med den spektrale trinnbredden. Med en trinnbredde på 0,5 nm lyder formelen =SUM(B2:B100) * 0,5. Enheten endres fra W/(m²·nm) til W/m². CIE-områdegrensene er UV-A 315–400 nm, UV-B 280–315 nm og UV-C 100–280 nm.

For å beregne irradians i Excel må du integrere arealet under den spektrale irradianskurven over et bestemt bølgelengdeområde. Her er en veiledning for hvordan du gjør dette for UV-A, UV-B og UV-C:

• Dataforberedelse for spektrene
  • Kolonne A inneholder bølgelengden (i nm).
  • Kolonne B inneholder den spektrale irradiansen (i W/m²/nm).
  • Rad 1 inneholder kolonneoverskriftene Bølgelengde i nm og Spektral irradians E [W / ( m² nm)]
• Beregning av total irradians
  • Integrer den spektrale irradiansen over det tilsvarende bølgelengdeområdet.

Vennligst merk at irradiansen i eksemplene er eksempelverdier. Irradiansen avhenger for eksempel av avstanden til lampen og effekten dens.

Trinnvis veiledning for å beregne irradiansen i Excel fra et spektrum

• Last ned filen og åpne den i Excel.
• Bestem de ønskede bølgelengdeområdene i henhold til CIE International Lighting Vocabulary. Disse er som regel
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Integrer den spektrale irradiansen
• I Excel eller annen regnearkprogramvare bruker du summen til dette. Formel: = Sum (B2:B100)
• Nå må du ta hensyn til den spektrale trinnstørrelsen. I våre eksempler er dette vanligvis 0,5 nm per celle/rad.
• Multipliser derfor summen i dette tilfellet med 0,5: Formel: = Sum(B2:B100) * 0,5.
• Resultatet er irradiansen integrert fra den spektrale irradianskurven.
• Enheten endres som følge av integrasjonen. W/m²/nm blir til W/m². Dette er korrekt, ettersom det ble multiplisert med bølgelengdeintervallet Δλ i nm.

Merk:

I våre spektraldata, som er tilgjengelige for mange lamper og LED-er, er den spektrale trinnstørrelsen som regel konstant. Dette kan oppnås for eksempel ved måling med et skannende spektrometer eller en dobbeltmonokromator. Array-spektrometre har derimot en spektral trinnbredde som endres over bølgelengdeområdet.

For å ta hensyn til dette, oppretter du en hjelpekolonne for den spektrale trinnstørrelsen.
Denne kalles delta-bølgelengden.

Veiledning for å beregne irradiansen i Excel for et array-spektrometer

• Opprett en ny kolonne C for delta-bølgelengden:
• I rad 3, celle C3, formel: = A3-A2
• Dra formelen til siste rad.
• Juster nå den manglende cellen C2: Formel: = C3
• Her antar vi samme spektrale trinnstørrelse og unngår på den ene siden en tom celle, men også en høy tallverdi hvis vi alternativt ville fått en differanse mot 0 på slutten av kolonnen.
• Multipliser nå den spektrale irradiansen i kolonne B med delta-bølgelengden i kolonne C for hver rad, og skriv produktet i kolonne D. Formel i D2: = B2 * C2
• Først nå beregner du summen av kolonne D over det ønskede bølgelengdeområdet. Formel: =SUM(D2:D100)
• Resultatet er igjen irradiansen som er integrert fra den spektrale irradianskurven med ulike spektrale trinnbredder.

Hvis du har vanskeligheter med gjennomføringen eller trenger flere detaljer, ikke nøl med å ta kontakt med oss.