Obliczanie natężenia napromienienia z widma w Excelu

Natężenie napromienienia jest całką z widmowego natężenia napromienienia po zakresie długości fali – w Excelu jest to zatem suma odczytów pomnożona przez krok widmowy. Przy kroku 0,5 nm wzór ma postać =SUMA(B2:B100) * 0,5. Jednostka zmienia się z W/(m²·nm) na W/m². Granice zakresów CIE to UV-A 315–400 nm, UV-B 280–315 nm i UV-C 100–280 nm.

Aby obliczyć natężenie napromienienia w Excelu, należy scałkować pole pod krzywą widmowego natężenia napromienienia w określonym zakresie długości fali. Poniżej znajduje się instrukcja, jak to zrobić dla zakresów UV-A, UV-B i UV-C:

• Przygotowanie danych widmowych
  • Kolumna A zawiera długość fali (w nm).
  • Kolumna B zawiera widmowe natężenie napromienienia (w W/m²/nm).
  • Wiersz 1 zawiera nagłówki kolumn Długość fali w nm oraz Widmowe natężenie napromienienia E [W / (m² nm)]
• Obliczenie całkowitego natężenia napromienienia
  • Scałkować widmowe natężenie napromienienia w odpowiednim zakresie długości fali.

Prosimy zauważyć, że natężenie napromienienia w przykładach ma charakter przykładowy. Natężenie napromienienia zależy na przykład od odległości od lampy oraz jej mocy.

Instrukcja krok po kroku dotycząca obliczania natężenia napromienienia w Excelu na podstawie widma

• Pobierz plik i otwórz go w Excelu.
• Określ żądane zakresy długości fali zgodnie z Międzynarodowym Słownikiem Oświetleniowym CIE. Są to zazwyczaj
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Scałkuj widmowe natężenie napromienienia
• W Excelu lub innym arkuszu kalkulacyjnym użyj do tego sumy. Wzór: = SUMA(B2:B100)
• Teraz należy uwzględnić krok widmowy. W naszych przykładach wynosi on zazwyczaj 0,5 nm na komórkę/wiersz.
• Dlatego w tym przypadku pomnóż sumę przez 0,5: Wzór: = SUMA(B2:B100) * 0,5.
• Wynikiem jest natężenie napromienienia scałkowane z krzywej widmowego natężenia napromienienia.
• Jednostka zmienia się w wyniku całkowania. W/m²/nm staje się W/m². Jest to poprawne, ponieważ pomnożono przez przedział długości fali Δλ w nm.

Uwaga:

W naszych danych widmowych, dostępnych dla wielu lamp i diod LED, krok widmowy jest zazwyczaj stały. Można go uzyskać na przykład poprzez pomiar za pomocą spektrometru skanującego lub podwójnego monochromatora. Spektrometry matrycowe natomiast mają krok widmowy, który zmienia się w zakresie długości fali.

Aby to uwzględnić, utwórz kolumnę pomocniczą dla kroku widmowego.
Nazywa się ona delta długości fali.

Instrukcja obliczania natężenia napromienienia w Excelu dla spektrometru matrycowego

• Utwórz nową kolumnę C dla delty długości fali:
• W wierszu 3, komórka C3, wzór: = A3-A2
• Przeciągnij wzór do ostatniego wiersza.
• Teraz dostosuj brakującą komórkę C2: Wzór: = C3
• Zakładamy tu taki sam krok widmowy i unikamy z jednej strony pustej komórki, a z drugiej strony wysokiej wartości liczbowej, gdybyśmy alternatywnie na końcu kolumny otrzymali różnicę dążącą do 0.
• Teraz pomnóż widmowe natężenie napromienienia w kolumnie B przez deltę długości fali w kolumnie C dla każdego wiersza i zapisz iloczyn w kolumnie D. Wzór w D2: = B2 * C2
• Dopiero teraz oblicz sumę kolumny D w żądanym zakresie długości fali. Wzór: =SUMA(D2:D100)
• Wynikiem jest ponownie natężenie napromienienia scałkowane z krzywej widmowego natężenia napromienienia przy nierównych krokach widmowych.

W przypadku trudności z wdrożeniem lub potrzeby dalszych informacji prosimy o kontakt.