[发明专利]一种静电纺丝纤网均匀性模拟及计算的方法

说明书

本发明涉及一种静电纺丝纤网均匀性模拟及计算的程序，程序针对静电纺丝动态铺网过程，通过设置喷头的移动速度和接收装置的运动速度，获得静电纺纳米纤维膜的模拟图像，同时也得到了图像中各像素的数据，根据其内部的重叠次数，将其按照一定比例转化为对应的灰度图。根据计算需要把对应的区域分割成若干个子矩阵，计算各个子矩阵中数据的平均值，通过计算各个子矩阵平均值的变异系数，得到相应的均匀度。

技术领域

本发明涉及一种利用计算机程序来模拟静电纺丝动态铺网过程来进行计算纤网均匀性的方法。

背景技术

申请号为201310032194.9的发明专利申请公开了一种伞状静电纺丝喷头及静电纺丝装置，其属于一种无针式自由液面静电纺丝装置，实现了静电纺丝纳米纤维膜的批量化生产。

申请号为201510831501.9的发明专利申请公开了一种规模化静电纺丝的纺丝机构位移装置，实现接收装置与纺丝区的相对位移；突破了传统静电纺丝中喷头与接收装置没有相对位移，无法纺制大幅宽，厚度均匀的纳米纤维膜的问题。

但是如何监控动态铺网过程中纳米纤维网均匀性，并计算出其厚度不匀率，是目前尚未解决的难题。这一技术对静电纺丝纤维膜的生产非常关键，对其产品的质量监控也不可或缺。

发明内容

本发明的目的是：监控动态铺网过程中纳米纤维网均匀性，并计算出其厚度不匀率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种静电纺丝纤网均匀性模拟及计算的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101、利用计算机程序模拟静电纺丝动态铺网过程，通过设置喷头的移动速度和接收装置的运动速度，获得静电纺纳米纤维膜的模拟图像，同时也得到了模拟图像中各像素的数据，各像素的数据即为矩阵数据；

步骤S102、根据矩阵数据内部的重叠次数，将矩阵数据按照一定比例转化为对应的灰度图，根据计算需要把灰度图中对应的区域分割成若干个子矩阵；

步骤S103、计算各个子矩阵中各元素的平均值，通过计算各个子矩阵的平均值的变异系数，得到相应的均匀度。

优选地，所述步骤S101包括：

步骤S200、输入喷头的移动速度和接收装置的运动速度；

步骤S201、向计算机申请两块相同大小且连续的内存空间用来存放图像矩阵和临时矩阵的数据，并将这两个矩阵内的数值初始化为0；

步骤S202、根据静电纺丝模式所采用的模块的各个位置在临时矩阵中生成相应的喷涂形状；

步骤S203、将临时矩阵中的数据加到图像矩阵中，并清空临时矩阵；

步骤S204、改变喷头的位置参数；

步骤205、在临时矩阵的新位置中生成数据并加入到图像矩阵中，然后再清空临时矩阵；

步骤S206、利用插值法在相邻的位置上填充相应的双圆环轨迹数据来达到数据连续性；

步骤S207、将图像矩阵中的数据整体向左移动，以达到接收装置向左移动的效果，随后返回到步骤S202，直至完成整个静电纺丝动态铺网过程。

优选地，所述步骤S102中，灰度图的获取方法包括以下步骤：

步骤S301、获取矩阵数据；

步骤S302、将矩阵数据中的每一项数值，根据一定的比例转化为0-255之间的数值，其中数值越大，则其被转化后的值则越接近0，即在灰度图上的所对应的点的颜色越接近于黑色；

步骤S303、矩阵数据转化为灰度图像，让用户能够较为简便地观察目前静电纺丝铺网过程中各个区域的均匀度情况。