Excel'de bir spektrumdan ışınım yoğunluğunun hesaplanması

Irradyans (ışınım yoğunluğu), spektral irradyansın bir dalga boyu aralığı üzerinden integralidir – Excel'de bu nedenle okumaların toplamının spektral adım genişliğiyle çarpılması anlamına gelir. 0,5 nm adım genişliğinde formül şöyledir: =SUM(B2:B100) * 0.5. Birim W/(m²·nm)'den W/m²'ye değişir. CIE aralık sınırları UV-A için 315–400 nm, UV-B için 280–315 nm ve UV-C için 100–280 nm'dir.

Excel'de ışınım yoğunluğunu hesaplamak için, belirli bir dalga boyu aralığında spektral irradyans eğrisinin altındaki alanı integre etmeniz gerekir. UV-A, UV-B ve UV-C için bunun nasıl yapılacağına dair bir kılavuz aşağıdadır:

• Spektrumlar için veri hazırlığı
  • A sütunu dalga boyunu içerir (nm olarak).
  • B sütunu spektral irradyansı içerir (W/m²/nm olarak).
  • 1. satır, Dalga boyu (nm) ve Spektral irradyans E [W / ( m² nm)] sütun başlıklarını içerir
• Toplam ışınım yoğunluğunun hesaplanması
  • Spektral irradyansı ilgili dalga boyu aralığında integre ediniz.

Örneklerdeki ışınım yoğunluğunun temsili olduğunu lütfen unutmayınız. Işınım yoğunluğu, örneğin lambaya olan uzaklığa ve lambanın gücüne bağlıdır.

Excel'de bir spektrumdan ışınım yoğunluğunun hesaplanması için adım adım talimatlar

• Dosyayı indiriniz ve Excel'de açınız.
• İstenen dalga boyu aralıklarını CIE Uluslararası Aydınlatma Sözlüğü'ne göre belirleyiniz. Bunlar genellikle
  • UV-A: 315 nm – 400 nm
  • UV-B: 280 nm – 315 nm
  • UV-C: 100 nm – 280 nm
• Spektral irradyansı integre ediniz
• Excel'de veya diğer hesap tablosu yazılımlarında bunu yapmak için toplamı kullanınız. Formül: = Sum (B2:B100)
• Şimdi spektral adım büyüklüğünü dikkate almanız gerekir. Örneklerimizde bu genellikle hücre/satır başına 0,5 nm'dir.
• Bu nedenle bu durumda toplamı 0,5 ile çarpınız: Formül: = Sum(B2:B100) * 0.5.
• Sonuç, spektral irradyans eğrisinden integre edilmiş ışınım yoğunluğudur.
• Birim, integrasyon sonucunda değişir. W/m²/nm, W/m²'ye dönüşür. Bu doğrudur, çünkü nm cinsinden dalga boyu aralığı Δλ ile çarpılmıştır.

Not:

Birçok lamba ve LED için mevcut olan spektral verilerimizde, spektral adım büyüklüğü genellikle sabittir. Bu, örneğin bir tarama spektrometresi veya çift monokromatör ile ölçüm yapılarak elde edilebilir. Dizi (array) spektrometreler ise dalga boyu aralığı boyunca değişen bir spektral adım genişliğine sahiptir.

Bunu dikkate almak için, spektral adım büyüklüğü için bir yardımcı sütun oluşturunuz.
Buna delta dalga boyu denir.

Bir dizi (array) spektrometre için Excel'de ışınım yoğunluğunun hesaplanmasına yönelik talimatlar

• Delta dalga boyu için yeni bir C sütunu oluşturunuz:
• 3. satırda, C3 hücresinde, formül: = A3-A2
• Formülü son satıra kadar sürükleyiniz.
• Şimdi eksik olan C2 hücresini düzenleyiniz: Formül: = C3
• Burada aynı spektral adım büyüklüğünü kabul ediyoruz ve böylece bir yandan boş bir hücreden, diğer yandan sütunun sonunda 0'a yaklaşan bir fark elde etmemiz durumunda ortaya çıkacak yüksek bir sayısal değerden kaçınıyoruz.
• Şimdi B sütunundaki spektral irradyansı her satır için C sütunundaki delta dalga boyu ile çarpınız ve sonucu D sütununa yazınız. D2'deki formül: = B2 * C2
• Ancak şimdi D sütununun istenen dalga boyu aralığındaki toplamını hesaplayınız. Formül: =SUM(D2:D100)
• Sonuç, yine eşit olmayan spektral adım genişlikleriyle spektral irradyans eğrisinden integre edilmiş ışınım yoğunluğudur.

Uygulama ile ilgili herhangi bir zorlukla karşılaşırsanız veya daha fazla ayrıntıya ihtiyaç duyarsanız, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyiniz.