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文档简介
1、2021-7-7T r a c e p r o学 习 教 程学 习 教 程2021-7-7什么是Tracepro?Tracepro是一套可以做照明系统分析,传统光学分析,辐射度以及光度分析的软件,它也是第一套由符合工业标准的ACIS立体模型绘图软件所发展出来的光机软件。Tracepro提供简单易用的图形接口,所以我们能够轻易的检视模型,建立立体对象,以及设定材料特性,表面性质和光源特性。Tracepro可以同时开启多个档案来完成编辑。2021-7-7Tracepro的操作界面介绍实体模型消息区工作区导航区工作菜单2021-7-7Tracepro的操作界面介绍2021-7-7Tracepro的操
2、作设置ViewPreference此处可以设置Tracepro操作界面中显示方面的参数,如界面的显示单位,缩放时的倍率,显示光线的颜色,方式等等。2021-7-7Tracepro的系统设置ViewCustomize此处可以设置Tracepro操作界面中运行方面的参数,如导航区的位置,模型的显示方式,模型的颜色,背景的颜色等等。2021-7-7Tracepro模拟步骤建立模型光学特性光源设定分析功能2021-7-7Tracepro建模Tracepro自建模 利用Tracepro软件本身的功能建立各种模型 面 平面 曲面 球面 非球面 体 球体 正方体 椎体 环 3D建模,导入 在PRO/E,UG
3、,CAD等3D模型软件将实体建好,存igs,sat,stp等 格式,导入Tracepro并设置属性后,就可进行模拟。光学软件建模 Tracepro与很多光学模拟软件如ZEMAX,OSLO,Code V等是共用的, 所以可以直接用Tracepro打开这些软件保存的文档。 2021-7-7Tracepro建模 Tracepro自建模 Tracepro软件本身提供了一个强大的模型库,使用者可以根据自己的需要选择不同的模块来建立模型。 其路径就是 :Insert2021-7-7Tracepro建模Insert Lens Element要点:A.透镜的材料B.透镜的参数C.透镜的位置2021-7-7Tr
4、acepro建模Insert Fresnel Lens 要点:A.透镜的材料B.透镜的参数C.透镜的位置2021-7-7Tracepro建模Insert Reflector要点:A.反射器的类型B.反射器的焦距C.反射器的长度D.反射器的位置2021-7-7Tracepro建模Insert Tube2021-7-7Tracepro建模Insert Baffle Vane2021-7-7Tracepro建模Insert Primisive Solids2021-7-7Tracepro建模3D建模,导入 Tracepro在建模方面有很强大的功能,但是在自由曲面方面仍存在一些不足,所以,就需要在3D
5、软件中建好模型后,存igs,sat,stp等格式,最后导入Tracepro中。 如图:有两种3D模型的导入方式FileOpenInsertPart2021-7-7Tracepro建模光学软件建模2021-7-7Tracepro光学特性Tracepro的建模后,就要对模型进行属性的设置光学特性在Tracepro的模拟中非常重要,模拟的目的是模拟结果与实际更为接近。所以光学特性的定义就是给模拟效果一个好的起始。2021-7-7Tracepro光学特性DefineApply PropertiesMaterial 用来定义实体的材料 如图:材料为BK7玻璃,材料的名称下面表示出材料的各种光学特性:色散
6、系数,相对波长的折射率,材料的吸收率。而且,也可以通过最下方View Date更改材料的这些属性。2021-7-7Tracepro光学特性DefineApply PropertiesSurface 用来定义表面属性可以在此处对模型的表面进行定义。如:表面被设置为镜面,吸收面,散射面,或者在模型的表面定义一些薄膜,等等。2021-7-7Tracepro光学特性DefineApply PropertiesSurface Source 用来定义光源属性在Tracepro中,光线都是从灯具的某个发光面出发的,所以我们定义光源的方法就是设置模型的发光面上的参数。如图:这些参数包括灯具的光通量,模拟光线的
7、数量,光线的波长,以及发光模式。2021-7-7Tracepro光学特性DefineEdit Properties DateTracepro中并未涵盖所有我们需要的介质,但是在Tracepro中可以根据自身的需要编辑特定的面,材料,薄膜,折射率等光学介质。2021-7-7Tracepro光源设定Tracepro光源的设定有三种方法: 1.Tracepro自建光源模型,然后进行光源属性定义. 2.Tracepro光源库,其中有部分已经定义好光源参数的光 源实体模型。 3.光源文件导入。InsertSource选择需要插入的光源文件.对于光源文件,有几种符合的格式(*.ray,*.dat,*.sr
8、c)2021-7-7Tracepro分析功能Tracepro具有强大的分析功能: 追踪光线 照度分析,辉度分析 CIE色坐标,色度分析 光强度分析 光线资料 偏振效应 仿真模拟2021-7-7Tracepro分析功能追踪光线 Raytrace Options 光线模拟的环境参数设定,其中有光源的波长,光源的单位,热环境系数等。 2021-7-7Tracepro分析功能照度分析参数设置如图:照度分析的参数设置表。 Smooting 选定将光斑的显示更加平滑Map Count 是照度计算点的数目,当计算点的数目增大到一定程度时,照度值也不再变化,此时得到合适的模拟值2021-7-7Tracepro
9、分析功能照度分析如图,一个LED光源投射在1米处的光斑照度效果图。在图的下方注明模拟结果:最大照度,平均照度,接受面接受到的光通量参数。2021-7-7Tracepro分析功能光强分析参数设置方向参数的设置Normal Vector 主方向光源投射的方向,输入不同的数值,软件会通过坐标自动的计算出该方向。Up Vector 参考方向与主方向垂直2021-7-7Tracepro分析功能光强分析参数设置光强分析的参数设置 Smooting 设定光强分析的区间大小,设置的数目却大,分析的区间越小。当数目增大到一定程度时,配光曲线的光强不再变化,此时得到合适的模拟值。2021-7-7Tracepro分
10、析功能光强分析 极坐标配光曲线如图,一个LED光源的极坐标配光曲线图。在图的下方已注明模拟的结果:效率,接受到的光线数目,最大光强,接受到的光通量。2021-7-7Tracepro分析功能光强分析 直角坐标配光曲线2021-7-7Tracepro设计实例设计要求:光源:Cree LED Q4 110lm光斑要求:1米处最大光斑直径不于小1米,中心光斑直径不于小0.12米照度要求:1米处最大照度要达到4000lux透明件:3mm 钢化玻璃反光杯尺寸:25*20mm 2021-7-7Tracepro设计实例分析设计要求光源 总光通量110lm 半光强角度110度配光 截光角不应小于27度 半光强角
11、不小于6度照度 中心光强为4000cd通过分析,可以得出:设计需要一个聚光的反光杯,且反光杯的口径与深度的比值接近于1.2021-7-7Tracepro设计实例导入光源 Insertsource2021-7-7Tracepro设计实例建立模型 InsertReflectior2021-7-7Tracepro设计实例建立好模型后,需要通过ApplyProperties来为模型添加表面属性。点击导航区中模型的名字,然后鼠标右键,选择ApplyProperties,在ApplyProperties中选择Surface。在Surface的下拉表格中有多种反射面模式,可以根据自己的需要选择合适的反射面,
12、也可以点击View Date,自定义反射面的属性。如图:自定义一个反射系数为0.7的反射面。光线打在此面上后,将有70%的光线被反射。2021-7-7Tracepro设计实例反光杯建好后,材料属性也定义完毕,需要根据要求在反光杯的前方添加3mm的钢化玻璃。2021-7-7Tracepro设计实例模型添加完毕后,最后需要添加一个接受平面。接受平面可以根据实际需要定义它的大小,位置。模拟完毕后,我们可以从接受平面上得到有效光效,光斑效果等模拟结果。 2021-7-7Tracepro设计实例查看模拟结果 极坐标配光曲线从模拟的结果中可以得出,灯具效率为61%,最大光强1438.7cd2021-7-7
13、Tracepro设计实例查看模拟结果 直角坐标配光曲线从模拟的结果中可以得出,半光强角为6度。2021-7-7Tracepro设计实例查看模拟结果 光斑照度从模拟的结果中可以得出,1米处光斑的直径略大于1米,中心的最大照度为1076lx,平均照度16.2lx。2021-7-7Tracepro设计实例分析结果 上述的模拟结果,光源的光通量为26.4lm。 当光源的光通量为120lm时,半光强角不变,光斑的大小尺寸不变, 中心光强为6086.8cd,1米处最大照度为4552lx。 对比设计要求,符合设计需要,设计完毕。 2021-7-7Tracepro设计实例设计要求:光源:欧司朗 双端金卤灯 2
14、50W HQI-TS250W/NDL光斑要求:矩形光斑照度要求:50米处,半径5米范围内最小照度80lx (4个灯头)透明件:3mm 钢化玻璃反光杯尺寸:口径不大于180mm 2021-7-7Tracepro设计实例分析设计要求光源 总光通量22000lm 配光 截光角不应小于27度 半光强角不小于6度照度 中心光强大于2000000cd有中心光强非常高,所以,反光杯一定要聚2021-7-7Tracepro设计实例导入光源 打开已经建好的光源文件2021-7-7Tracepro设计实例建立模型 InsertReflectiorFront depth 代表灯具到口径的距离Back depth 代
15、表灯具到底部的距离Focal len 代表两个面的不同曲率2021-7-7Tracepro设计实例建立好模型后,需要通过ApplyProperties来为模型添加表面属性。点击导航区中模型的名字,然后鼠标右键,选择ApplyProperties,在ApplyProperties中选择Surface。在Surface的下拉表格中有多种反射面模式,可以根据自己的需要选择合适的反射面,也可以点击View Date,自定义反射面的属性。如图:自定义一个反射系数为0.7的反射面。光线打在此面上后,将有70%的光线被反射。2021-7-7Tracepro设计实例反光杯建好后,材料属性也定义完毕,需要根据要求在反光杯的前方添加3mm的钢化玻璃。2021-7-7Tracepro设计实例此外,我们对反光杯做一个布林运算,在反光杯的两壁上为光源开出一个位置。2021-7-7Tracepro设计实例模型添加完毕后,最后需要添加一个接受平面。接受平面可以根据实际需要定义它的大小,位置。模拟完毕后,我们可以从接受平面上得到有效光效,光斑效果等模拟结果。 2021-7-7Tracepro设计实例查看模拟结果 极坐标配光曲线从模拟的结果中可
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