Tracepro學(xué)習(xí)教程PPT學(xué)習(xí)教案課件

1、會計學(xué)1Tracepro學(xué)習(xí)教程2022/7/23什么是Tracepro？Tracepro是一套可以做照明系統(tǒng)分析，傳統(tǒng)光學(xué)分析，輻射度以及光度分析的軟件，它也是第一套由符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ACIS立體模型繪圖軟件所發(fā)展出來的光機軟件。Tracepro提供簡單易用的圖形接口，所以我們能夠輕易的檢視模型，建立立體對象，以及設(shè)定材料特性，表面性質(zhì)和光源特性。Tracepro可以同時開啟多個檔案來完成編輯。第1頁/共54頁2022/7/23Tracepro的操作界面介紹實體模型消息區(qū)工作區(qū)導(dǎo)航區(qū)工作菜單第2頁/共54頁2022/7/23Tracepro的操作界面介紹第3頁/共54頁2022/7/23Tra

2、cepro的操作設(shè)置ViewPreference此處可以設(shè)置Tracepro操作界面中顯示方面的參數(shù)，如界面的顯示單位，縮放時的倍率，顯示光線的顏色，方式等等。第4頁/共54頁2022/7/23Tracepro的系統(tǒng)設(shè)置ViewCustomize此處可以設(shè)置Tracepro操作界面中運行方面的參數(shù)，如導(dǎo)航區(qū)的位置，模型的顯示方式，模型的顏色，背景的顏色等等。第5頁/共54頁2022/7/23Tracepro模擬步驟建立模型光學(xué)特性光源設(shè)定分析功能第6頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模Tracepro自建模 利用Tracepro軟件本身的功能建立各種模型 面 平面 曲面 球面 非

3、球面 體 球體 正方體 椎體 環(huán) 3D建模，導(dǎo)入 在PRO/E,UG,CAD等3D模型軟件將實體建好，存igs，sat，stp等 格式，導(dǎo)入Tracepro并設(shè)置屬性后，就可進(jìn)行模擬。光學(xué)軟件建模 Tracepro與很多光學(xué)模擬軟件如ZEMAX,OSLO,Code V等是共用的， 所以可以直接用Tracepro打開這些軟件保存的文檔。 第7頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模 Tracepro自建模 Tracepro軟件本身提供了一個強大的模型庫，使用者可以根據(jù)自己的需要選擇不同的模塊來建立模型。 其路徑就是 :Insert第8頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模I

4、nsert Lens Element要點：A.透鏡的材料B.透鏡的參數(shù)C.透鏡的位置第9頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模Insert Fresnel Lens 要點：A.透鏡的材料B.透鏡的參數(shù)C.透鏡的位置第10頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模Insert Reflector要點：A.反射器的類型B.反射器的焦距C.反射器的長度D.反射器的位置第11頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模Insert Tube第12頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模Insert Baffle Vane第13頁/共54頁2022/7/23Trace

5、pro建模Insert Primisive Solids第14頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模3D建模，導(dǎo)入 Tracepro在建模方面有很強大的功能，但是在自由曲面方面仍存在一些不足，所以，就需要在3D軟件中建好模型后，存igs，sat，stp等格式，最后導(dǎo)入Tracepro中。 如圖：有兩種3D模型的導(dǎo)入方式FileOpenInsertPart第15頁/共54頁2022/7/23Tracepro建模光學(xué)軟件建模同時，Tracepro可以將其他程序建好的模型，直接讀取，簡單方便。如圖，通過Tracepro打開OSLO文檔第16頁/共54頁2022/7/23Tracepro光

6、學(xué)特性Tracepro的建模后，就要對模型進(jìn)行屬性的設(shè)置光學(xué)特性在Tracepro的模擬中非常重要，模擬的目的是模擬結(jié)果與實際更為接近。所以光學(xué)特性的定義就是給模擬效果一個好的起始。第17頁/共54頁2022/7/23Tracepro光學(xué)特性DefineApply PropertiesMaterial 用來定義實體的材料 如圖：材料為BK7玻璃，材料的名稱下面表示出材料的各種光學(xué)特性：色散系數(shù)，相對波長的折射率，材料的吸收率。而且，也可以通過最下方View Date更改材料的這些屬性。第18頁/共54頁2022/7/23Tracepro光學(xué)特性DefineApply PropertiesSur

7、face 用來定義表面屬性可以在此處對模型的表面進(jìn)行定義。如：表面被設(shè)置為鏡面，吸收面，散射面，或者在模型的表面定義一些薄膜，等等。第19頁/共54頁2022/7/23Tracepro光學(xué)特性DefineApply PropertiesSurface Source 用來定義光源屬性在Tracepro中，光線都是從燈具的某個發(fā)光面出發(fā)的，所以我們定義光源的方法就是設(shè)置模型的發(fā)光面上的參數(shù)。如圖：這些參數(shù)包括燈具的光通量，模擬光線的數(shù)量，光線的波長，以及發(fā)光模式。第20頁/共54頁2022/7/23Tracepro光學(xué)特性DefineEdit Properties DateTracepro中并未涵

8、蓋所有我們需要的介質(zhì)，但是在Tracepro中可以根據(jù)自身的需要編輯特定的面，材料，薄膜，折射率等光學(xué)介質(zhì)。第21頁/共54頁2022/7/23Tracepro光源設(shè)定Tracepro光源的設(shè)定有三種方法： 1.Tracepro自建光源模型，然后進(jìn)行光源屬性定義. 2.Tracepro光源庫，其中有部分已經(jīng)定義好光源參數(shù)的光 源實體模型。 3.光源文件導(dǎo)入。InsertSource選擇需要插入的光源文件.對于光源文件，有幾種符合的格式（*.ray,*.dat,*.src）第22頁/共54頁2022/7/23Tracepro分析功能Tracepro具有強大的分析功能： 追蹤光線 照度分析，輝度分

9、析 CIE色坐標(biāo)，色度分析 光強度分析 光線資料 偏振效應(yīng) 仿真模擬第23頁/共54頁2022/7/23Tracepro分析功能追蹤光線 Raytrace Options 光線模擬的環(huán)境參數(shù)設(shè)定，其中有光源的波長，光源的單位，熱環(huán)境系數(shù)等。 第24頁/共54頁2022/7/23Tracepro分析功能照度分析參數(shù)設(shè)置如圖：照度分析的參數(shù)設(shè)置表。 Smooting 選定將光斑的顯示更加平滑Map Count 是照度計算點的數(shù)目，當(dāng)計算點的數(shù)目增大到一定程度時，照度值也不再變化，此時得到合適的模擬值第25頁/共54頁2022/7/23Tracepro分析功能照度分析如圖，一個LED光源投射在1米處

10、的光斑照度效果圖。在圖的下方注明模擬結(jié)果：最大照度，平均照度，接受面接受到的光通量參數(shù)。第26頁/共54頁2022/7/23Tracepro分析功能光強分析參數(shù)設(shè)置方向參數(shù)的設(shè)置Normal Vector 主方向光源投射的方向，輸入不同的數(shù)值，軟件會通過坐標(biāo)自動的計算出該方向。Up Vector 參考方向與主方向垂直第27頁/共54頁2022/7/23Tracepro分析功能光強分析參數(shù)設(shè)置光強分析的參數(shù)設(shè)置 Smooting 設(shè)定光強分析的區(qū)間大小，設(shè)置的數(shù)目卻大，分析的區(qū)間越小。當(dāng)數(shù)目增大到一定程度時，配光曲線的光強不再變化，此時得到合適的模擬值。第28頁/共54頁2022/7/23Tra

11、cepro分析功能光強分析 極坐標(biāo)配光曲線如圖，一個LED光源的極坐標(biāo)配光曲線圖。在圖的下方已注明模擬的結(jié)果：效率，接受到的光線數(shù)目，最大光強，接受到的光通量。第29頁/共54頁2022/7/23Tracepro分析功能光強分析 直角坐標(biāo)配光曲線第30頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例設(shè)計要求：光源：Cree LED Q4 110lm光斑要求：1米處最大光斑直徑不于小1米，中心光斑直徑不于小0.12米照度要求：1米處最大照度要達(dá)到4000lux透明件：3mm 鋼化玻璃反光杯尺寸：25*20mm 第31頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例分析設(shè)計要求光源 總

12、光通量110lm 半光強角度110度配光 截光角不應(yīng)小于27度 半光強角不小于6度照度 中心光強為4000cd通過分析，可以得出：設(shè)計需要一個聚光的反光杯，且反光杯的口徑與深度的比值接近于1.第32頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例導(dǎo)入光源 Insertsource第33頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例建立模型 InsertReflectior第34頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例建立好模型后，需要通過ApplyProperties來為模型添加表面屬性。點擊導(dǎo)航區(qū)中模型的名字，然后鼠標(biāo)右鍵，選擇ApplyProperties，在A

13、pplyProperties中選擇Surface。在Surface的下拉表格中有多種反射面模式，可以根據(jù)自己的需要選擇合適的反射面，也可以點擊View Date，自定義反射面的屬性。如圖：自定義一個反射系數(shù)為0.7的反射面。光線打在此面上后，將有70%的光線被反射。第35頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例反光杯建好后，材料屬性也定義完畢，需要根據(jù)要求在反光杯的前方添加3mm的鋼化玻璃。第36頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例模型添加完畢后，最后需要添加一個接受平面。接受平面可以根據(jù)實際需要定義它的大小，位置。模擬完畢后，我們可以從接受平面上得到有效光效，

14、光斑效果等模擬結(jié)果。 首先，Insert Primitive Solide，添加接受平面。其次，將接受平面用過Apply Properties中Surface定義為Perfect Absorber。最后，點擊 ，開始模擬。第37頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例查看模擬結(jié)果 極坐標(biāo)配光曲線從模擬的結(jié)果中可以得出，燈具效率為61%，最大光強1438.7cd第38頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例查看模擬結(jié)果 直角坐標(biāo)配光曲線從模擬的結(jié)果中可以得出，半光強角為6度。第39頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例查看模擬結(jié)果 光斑照度從模擬的結(jié)果

15、中可以得出，1米處光斑的直徑略大于1米，中心的最大照度為1076lx，平均照度16.2lx。第40頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例分析結(jié)果 上述的模擬結(jié)果，光源的光通量為26.4lm。 當(dāng)光源的光通量為120lm時，半光強角不變，光斑的大小尺寸不變， 中心光強為6086.8cd，1米處最大照度為4552lx。 對比設(shè)計要求，符合設(shè)計需要，設(shè)計完畢。 第41頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例設(shè)計要求：光源：歐司朗 雙端金鹵燈 250W HQI-TS250W/NDL光斑要求：矩形光斑照度要求：50米處，半徑5米范圍內(nèi)最小照度80lx （4個燈頭）透明件：3

16、mm 鋼化玻璃反光杯尺寸：口徑不大于180mm 第42頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例分析設(shè)計要求光源 總光通量22000lm 配光 截光角不應(yīng)小于27度 半光強角不小于6度照度 中心光強大于2000000cd有中心光強非常高，所以，反光杯一定要聚第43頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例導(dǎo)入光源 打開已經(jīng)建好的光源文件第44頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例建立模型 InsertReflectiorFront depth 代表燈具到口徑的距離Back depth 代表燈具到底部的距離Focal len 代表兩個面的不同曲率第45頁/

17、共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例建立好模型后，需要通過ApplyProperties來為模型添加表面屬性。點擊導(dǎo)航區(qū)中模型的名字，然后鼠標(biāo)右鍵，選擇ApplyProperties，在ApplyProperties中選擇Surface。在Surface的下拉表格中有多種反射面模式，可以根據(jù)自己的需要選擇合適的反射面，也可以點擊View Date，自定義反射面的屬性。如圖：自定義一個反射系數(shù)為0.7的反射面。光線打在此面上后，將有70%的光線被反射。第46頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例反光杯建好后，材料屬性也定義完畢，需要根據(jù)要求在反光杯的前方添加3mm的

18、鋼化玻璃。第47頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例此外，我們對反光杯做一個布林運算，在反光杯的兩壁上為光源開出一個位置。第48頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例模型添加完畢后，最后需要添加一個接受平面。接受平面可以根據(jù)實際需要定義它的大小，位置。模擬完畢后，我們可以從接受平面上得到有效光效，光斑效果等模擬結(jié)果。 首先，Insert Primitive Solide，添加接受平面。其次，將接受平面用過Apply Properties中Surface定義為Perfect Absorber。最后，點擊 ，開始模擬。第49頁/共54頁2022/7/23Tracepro設(shè)計實例查看模擬結(jié)果 極坐標(biāo)配光曲線從模擬的結(jié)果中可以得出