Tracepro学习教程教案.pptx

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1、会计学1Tracepro学习教程学习教程2023/2/24什么是什么是Tracepro？n nTraceproTracepro是一套可以做照明系统分析，传统光学分析，辐射度以及光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度分析的软件，它也是第一套由符合工业标准的ACISACIS立体模型绘图立体模型绘图软件所发展出来的光机软件。软件所发展出来的光机软件。n nTraceproTracepro提供简单易用的图形接口，所以我们能够轻易的检视模型，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。

2、建立立体对象，以及设定材料特性，表面性质和光源特性。n nTraceproTracepro可以同时开启多个档案来完成编辑。可以同时开启多个档案来完成编辑。第1页/共54页2023/2/24Tracepro的操作界面介绍的操作界面介绍实体模型消息区工作区导航区工作菜单第2页/共54页2023/2/24Tracepro的操作界面介绍的操作界面介绍第3页/共54页2023/2/24Tracepro的操作设置的操作设置n nViewPreference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。第4页/共54页2023/2/24Tra

3、cepro的系统设置的系统设置n nViewCustomize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。第5页/共54页2023/2/24Tracepro模拟步骤模拟步骤n n建立模型n n光学特性n n光源设定n n分析功能第6页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n nTraceproTracepro自建模自建模 利用利用TraceproTracepro软件本身的功能建立各种模型软件本身的功能建立各种模型 面面 平面平面 曲面曲面 球面球面 非球面非球面 体体 球体球体 正方体正方体 椎体椎体 环环 n

4、 n3D3D建模，导入建模，导入 在在PRO/E,UG,CADPRO/E,UG,CAD等等3D3D模型软件将实体建好，存模型软件将实体建好，存igsigs，satsat，stpstp等等 格式，导入格式，导入TraceproTracepro并设置属性后，就可进行模拟。并设置属性后，就可进行模拟。n n光学软件建模光学软件建模 TraceproTracepro与很多光学模拟软件如与很多光学模拟软件如ZEMAX,OSLO,Code VZEMAX,OSLO,Code V等是共用的，等是共用的，所以可以直接用所以可以直接用TraceproTracepro打开这些软件保存的文档。打开这些软件保存的文档。

5、第7页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模 n nTracepro自建模 TraceproTracepro软件本身提供了一个强大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的需要选择不同的模块来建立模型。型。其路径就是其路径就是 :Insert:Insert第8页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n nInsert Lens Element要点：A.透镜的材料B.透镜的参数C.透镜的位置第9页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n nInsert Fresnel Lens 要点：A.

6、透镜的材料B.透镜的参数C.透镜的位置第10页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n nInsert 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.反射器的位置第11页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n nInsert Tube第12页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n nInsert Baffle Vane第13页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n nInsert Primisive Solids第14页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n n3D建模，导入 Trace

7、proTracepro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，就需要在些不足，所以，就需要在3D3D软件中建好模型后，存软件中建好模型后，存igsigs，satsat，stpstp等格等格式，最后导入式，最后导入TraceproTracepro中。中。如图：有两种如图：有两种3D3D模型的导入方式模型的导入方式FileOpenInsertPart第15页/共54页2023/2/24Tracepro建模建模n n光学软件建模同时，同时，TraceproTracepro可可以将其他程序建好以将其他程序建好的模型，直接读取

8、，的模型，直接读取，简单方便。如图，简单方便。如图，通过通过TraceproTracepro打开打开OSLOOSLO文档文档第16页/共54页2023/2/24Tracepro光学特性光学特性n nTraceproTracepro的建模后，就要对的建模后，就要对模型进行属性的设置光学模型进行属性的设置光学特性在特性在TraceproTracepro的模拟中非的模拟中非常重要，模拟的目的是模常重要，模拟的目的是模拟结果与实际更为接近。拟结果与实际更为接近。所以光学特性的定义就是所以光学特性的定义就是给模拟效果一个好的起始。给模拟效果一个好的起始。第17页/共54页2023/2/24Tracepr

9、o光学特性光学特性n nDefineApply 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。第18页/共54页2023/2/24Tracepro光学特性光学特性n nDefineApply 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。第19页/共54页2023/2/24Tracepro光学特性光学特性n

10、nDefineApply 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，模拟光线的数量，光线的波长，以及发光模式。第20页/共54页2023/2/24Tracepro光学特性光学特性n nDefineEdit 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。第21页/共54页2023/2/24Tracepro光源设定光源设定

11、n nTracepro光源的设定有三种方法：1.Tracepro1.Tracepro自建光源模型，然后进行光源属性定义自建光源模型，然后进行光源属性定义.2.Tracepro 2.Tracepro光源库，其中有部分已经定义好光源参数的光光源库，其中有部分已经定义好光源参数的光 源实体模型。源实体模型。3.3.光源文件导入。光源文件导入。InsertSourceInsertSource选择需要插入的光源文件选择需要插入的光源文件.对于光源文件，有几对于光源文件，有几种符合的格式（种符合的格式（*.ray,*.dat,*.src.ray,*.dat,*.src）第22页/共54页2023/2/24

12、Tracepro分析功能分析功能n nTraceproTracepro具有强大的分析功能：具有强大的分析功能：追踪光线追踪光线 照度分析，辉度分析照度分析，辉度分析 CIECIE色坐标，色度分析色坐标，色度分析 光强度分析光强度分析 光线资料光线资料 偏振效应偏振效应 仿真模拟仿真模拟第23页/共54页2023/2/24Tracepro分析功能分析功能n n追踪光线 Raytrace Options Raytrace Options 光线模拟的环光线模拟的环境参数设定，其中有光源的波境参数设定，其中有光源的波长，光源的单位，热环境系数长，光源的单位，热环境系数等。等。第24页/共54页2023

13、/2/24Tracepro分析功能分析功能n n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第25页/共54页2023/2/24Tracepro分析功能分析功能n n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。第26页/共54页2023/2/24Tracepro分析功能分析功能n n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，

14、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第27页/共54页2023/2/24Tracepro分析功能分析功能n n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。第28页/共54页2023/2/24Tracepro分析功能分析功能n n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。第29页/共54页2023/2/24Tr

15、acepro分析功能分析功能n n光强分析 直角坐标配光曲线第30页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n设计要求：n n光源：光源：Cree LED Q4 110lmCree LED Q4 110lmn n光斑要求：光斑要求：1 1米处最大光斑直径不于小米处最大光斑直径不于小1 1米，中心光斑直径不于小米，中心光斑直径不于小0.120.12米米n n照度要求：照度要求：1 1米处最大照度要达到米处最大照度要达到4000lux4000luxn n透明件：透明件：3mm 3mm 钢化玻璃钢化玻璃n n反光杯尺寸：反光杯尺寸：25*20mm25*20mm 第31页/共5

16、4页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n分析设计要求n n光源光源 总光通量总光通量110lm 110lm 半光强角度半光强角度110110度度n n配光配光 截光角不应小于截光角不应小于2727度度 半光强角不小于半光强角不小于6 6度度n n照度照度 中心光强为中心光强为4000cd4000cd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.第32页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n导入光源 Insertsource第33页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n建立模型 Ins

17、ertReflectior第34页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n建立好模型后，需要通过建立好模型后，需要通过ApplyPropertiesApplyProperties来为模型添加表面属性。点击导航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，选择区中模型的名字，然后鼠标右键，选择ApplyPropertiesApplyProperties，在，在ApplyPropertiesApplyProperties中中选择选择SurfaceSurface。在。在SurfaceSurface的下拉表格中有多种反射面模式，可以根据自己的需的下拉表格中有多种

18、反射面模式，可以根据自己的需要选择合适的反射面，也可以点击要选择合适的反射面，也可以点击View DateView Date，自定义反射面的属性。，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。第35页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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方添加3mm3mm的钢化玻璃。的钢化玻璃。第36页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n模型添加完毕后，最后需要添加一个接受

19、平面。接受平面可以根据模型添加完毕后，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。上得到有效光效，光斑效果等模拟结果。首先，首先，Insert Primitive SolideInsert Primitive Solide，添加接受平面。，添加接受平面。其次，将接受平面用过其次，将接受平面用过Apply PropertiesApply Properties中中SurfaceSurface定义为定义为Perfect AbsorberPerfect

20、Absorber。最后，点击最后，点击 ，开始模拟。，开始模拟。第37页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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1438.7cd第38页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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。第39页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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。第40页/共54页202

21、3/2/24Tracepro设计实例设计实例n n分析结果分析结果 上述的模拟结果，光源的光通量为上述的模拟结果，光源的光通量为26.4lm26.4lm。当光源的光通量为当光源的光通量为120lm120lm时，半光强角不变，光斑的大小尺寸不变，时，半光强角不变，光斑的大小尺寸不变，中心光强为中心光强为6086.8cd6086.8cd，1 1米处最大照度为米处最大照度为4552lx4552lx。对比设计要求，符合设计需要，设计完毕。对比设计要求，符合设计需要，设计完毕。第41页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n设计要求：n n光源：欧司朗光源：欧司朗 双端金卤灯双

22、端金卤灯 250W HQI-TS250W/NDL250W HQI-TS250W/NDLn n光斑要求：矩形光斑光斑要求：矩形光斑n n照度要求：照度要求：5050米处，半径米处，半径5 5米范围内最小照度米范围内最小照度80lx 80lx（4 4个灯头）个灯头）n n透明件：透明件：3mm 3mm 钢化玻璃钢化玻璃n n反光杯尺寸：口径不大于反光杯尺寸：口径不大于180mm180mm 第42页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n分析设计要求n n光源光源 总光通量总光通量22000lm 22000lm n n配光配光 截光角不应小于截光角不应小于2727度度 半光

23、强角不小于半光强角不小于6 6度度n n照度照度 中心光强大于中心光强大于2000000cd2000000cd有中心光强非常高，所以，反光杯一定要聚第43页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n导入光源 打开已经建好的光源文件第44页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n建立模型 InsertReflectiorFront depth 代表灯具到口径的距离Back depth 代表灯具到底部的距离Focal len 代表两个面的不同曲率第45页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n建立好模型后，需要通过建立好模

24、型后，需要通过ApplyPropertiesApplyProperties来为模型添加表面属性。点击导航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，选择区中模型的名字，然后鼠标右键，选择ApplyPropertiesApplyProperties，在，在ApplyPropertiesApplyProperties中中选择选择SurfaceSurface。在。在SurfaceSurface的下拉表格中有多种反射面模式，可以根据自己的需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，也可以点击要选择合适的反射面，也可以点击View DateView Date，自定

25、义反射面的属性。，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。第46页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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方添加3mm3mm的钢化玻璃。的钢化玻璃。第47页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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。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。第48页/共54页2023

26、/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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。上得到有效光效，光斑效果等模拟结果。首先，首先，Insert Primitive SolideInsert Primitive Solide，添加接受平面。，添加接受平面。其次，将接受平面用过其次，将接受平面用过Apply PropertiesApply Properties中中Su

27、rfaceSurface定义为定义为Perfect AbsorberPerfect Absorber。最后，点击最后，点击 ，开始模拟。，开始模拟。第49页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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63%，最大光强26463cd第50页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n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26*60 度。第51页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n查看模拟结果将配光曲线以Idt格式导出，带入DLAlux里面模拟4个灯50米外的照度，如图：最大照度：39lx平均照度：35lx第52页/共54页2023/2/24Tracepro设计实例设计实例n n分析结果 根据上述的模拟结果，我们可以看出光斑的强度没有达到设计的要求。根据上述的模拟结果，我们可以看出光斑的强度没有达到设计的要求。主要原因有：反光杯的口径限制主要原因有：反光杯的口径限制 光源形状光源形状 光源体积光源体积 第53页/共54页