第一章到光管设计实例.doc

学院： 理学院 班级： 光信101 时间： 2013.03.15第一章 到光管设计实例导光管，也叫光导管，导光筒，比较正式的名称有管道式日光照明装置，日光照明系统等，是把由采光装置收集的自然光导入室内的管道，与之配套的还有采光装置，以及漫射装置。用光导管进行自然采光是现代绿色建筑的一种比较普遍的理念，可以广泛应用于地下空间、走廊、办公室、厂房、车间、场馆等白天需要开灯的地方。光导管作为日光照明系统的重要组成部分，其反射率的高低以及光导管的直径的大小直接关系到整个日光照明系统的亮度。一般的光导管的反射率能达到95%，直径有250mm、330mm、450mm、530mm和750mm这几种，一般为铝制结构，质量较轻。导光管可以按形状分为直导光管和弯管两种，弯管可以有不同的弯曲角度，弯曲角度变化范围为090。导光管内壁五层特殊膜确保了光线的高效传输性和稳定性，由于光在导光管内传输时要经过多次反射，导光管的反射率越高，其光强剩余量也就越大，所以选用高反射率的材料制成的导光管，其传输效率也比较高。尚拓导光管的特点：重量轻、耐腐蚀、反射率高。外型可以是圆型、方型。在TracePro中进行导光管设计的主要步骤如下：1. 打开TracePro软件。2. 在工具栏中点击“插入”选择下拉列表里的 “几何物件”命令。3. 在基本实体模型设计对话框中选择“圆柱/圆锥”设置栏。4. 选中“圆柱”，设置主半径为3，长度为30，如图1.1所示。图1.15. 以上数据设置好之后点击“插入”，再点击缩放工具观看模型的整体效果，如图1.2所示。图1.2接下来将使用“旋转”对上面建立的导光导模型右端面进行旋转延伸操作：1. 通过旋转适当调整圆柱方位，使其露出圆柱右端面，先点击，然后点击圆柱右端面，这样就选中了所要操作的端面“Surface 2”；也可以直接用鼠标点击软件面板最左端的“Surface 2”来选中该端面；如图1.3所示；图1.32. 执行操作“编辑/表面/旋转填充”。3. 在“旋转填料选项”对话框设置旋转角为90度，半径为25mm。4. 设置旋转轴坐标为（0，-25，30）；旋转轴坐标为（1,0,0）；如下图1.4所示；图1.45. 以上数据设置好之后点击“旋转填料”，将出现下图所示模型。图1.5最后将进行面平扫，最终完成导光管的实体模型：1. 选中端面Surface 3，执行操作“编辑/表面/拉伸填充”命令。2. 在“表面拉伸填充选项”对话框中输入以下相应数据，注意此处一定要选择“延法线方向拉伸”，即沿着表面法线方向平扫，如下图1.6所示图1.63. 点击“应用”。4. 则导光管实体模型设计完成，其整体模型如下图1.7所示：图1.7为了实现导光管的光学模型，还需要进行材料设置和光线追击分析。1. 点击“Cylinder 1”选中导光管，选中后导光管将整体变为黑色。2. 点击鼠标右键，选择“属性”，再选择“材料”，在材料对话框的“目录”栏选择“Plastic”，“名称”栏选择材料“Acrylic”（亚克力），如图1.8所示，设置好之后点击“应用”；3. 选择“光源”对话框，将格点光源下拉列表展开，打开“Grid Source 1”后双击它，将弹出格点光源设置对话框，如图1.9所示输入数据，其中“光束设置 ”栏的“密度分布”选择“高斯分布”。4. 然后点击进行光线追击，结果如图1.10所示；图1.8图1.9图1.105. 选中Surface 3，点击进行照度分析，点击鼠标右键，选择“辐照度/光照度”选项，在出现的对话框中设置“描绘光线”为“入射”，显示选项为“平滑化”，点击“应用”其照度