Cálculo da irradiância a partir de um espectro no Excel

A irradiância é a integral da irradiância espectral ao longo de uma faixa de comprimento de onda – no Excel, portanto, a soma das leituras multiplicada pela largura do passo espectral. Com uma largura de passo de 0,5 nm, a fórmula é =SOMA(B2:B100) * 0,5. A unidade muda de W/(m²·nm) para W/m². Os limites das faixas do CIE são UV-A 315–400 nm, UV-B 280–315 nm e UV-C 100–280 nm.

Para calcular a irradiância no Excel, é necessário integrar a área sob a curva de irradiância espectral em uma faixa específica de comprimento de onda. Aqui está um guia de como fazer isso para UV-A, UV-B e UV-C:

• Preparação dos dados para os espectros
  • A coluna A contém o comprimento de onda (em nm).
  • A coluna B contém a irradiância espectral (em W/m²/nm).
  • A linha 1 contém os títulos das colunas Comprimento de onda em nm e Irradiância espectral E [W / ( m² nm)]
• Cálculo da irradiância total
  • Integre a irradiância espectral ao longo da faixa de comprimento de onda correspondente.

Observe que a irradiância nos exemplos é meramente exemplificativa. A irradiância depende, por exemplo, da distância até a lâmpada e de sua potência.

Instruções passo a passo para calcular a irradiância no Excel a partir de um espectro

• Baixe o arquivo e abra-o no Excel.
• Determine as faixas de comprimento de onda desejadas de acordo com o Vocabulário Internacional de Iluminação da CIE, que são geralmente
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Integre a irradiância espectral
• No Excel ou em outro software de planilhas, use a soma para isso. Fórmula: = Soma (B2:B100)
• Agora você precisa levar em conta o tamanho do passo espectral. Em nossos exemplos, geralmente é 0,5 nm por célula/linha.
• Portanto, multiplique a soma, neste caso, por 0,5: Fórmula: = Soma(B2:B100) * 0,5.
• O resultado é a irradiância integrada a partir da curva de irradiância espectral.
• A unidade muda em decorrência da integração. W/m²/nm torna-se W/m². Isso está correto, pois foi multiplicado pelo intervalo de comprimento de onda Δλ em nm.

Observação:

Em nossos dados espectrais, disponíveis para muitas lâmpadas e LEDs, o tamanho do passo espectral geralmente é constante. Isso pode ser obtido, por exemplo, por meio de medição com um espectrômetro de varredura ou um monocromador duplo. Já os espectrômetros de arranjo (array) têm uma largura de passo espectral que varia ao longo da faixa de comprimento de onda.

Para levar isso em conta, crie uma coluna auxiliar para o tamanho do passo espectral.
Isso é chamado de delta do comprimento de onda.

Instruções para calcular a irradiância no Excel para um espectrômetro de arranjo

• Crie uma nova coluna C para o delta do comprimento de onda:
• Na linha 3, célula C3, fórmula: = A3-A2
• Arraste a fórmula até a última linha.
• Agora ajuste a célula C2, que está faltando: Fórmula: = C3
• Aqui assumimos o mesmo tamanho de passo espectral e evitamos, por um lado, uma célula vazia, mas também, por outro, um valor numérico elevado caso obtivéssemos, alternativamente, uma diferença tendendo a 0 no final da coluna.
• Agora multiplique a irradiância espectral na coluna B pelo delta do comprimento de onda na coluna C para cada linha e escreva o produto na coluna D. Fórmula em D2: = B2 * C2
• Somente agora você calcula a soma da coluna D na faixa de comprimento de onda desejada. Fórmula: =SOMA(D2:D100)
• O resultado é novamente a irradiância que foi integrada a partir da curva de irradiância espectral com larguras de passo espectral não uniformes.

Se você tiver alguma dificuldade com a implementação ou precisar de mais detalhes, entre em contato conosco.