智能控制的可移动式电子束辐照装置及其应用

技术领域：

本发明涉及辐照装置及辐照消杀技术领域，具体为智能化的可移动式电子束辐照装置及其灭菌技术，该装置可应用于文物领域的墓室、微生物感染的不同温度的空间壁面等的灭菌。

技术背景：

近年来，辐照技术不断发展，广泛用于放射医疗、无损探伤、食品灭菌等各个领域，其中电子束辐照加速器是由辐射源产生高能束流。电子束作用于待消毒产品的时候，电子可注入微生物体内，导致致病微生物细胞壁破裂，破坏dna和其它生物大分子，致使蛋白质和生物酶等生物大分子变性，致使致病微生物死亡。电子束辐照技术有着无污染、零排放、消毒能力强、能耗低、处理成本低等优点而逐渐受到国内外医疗废物处理行业的关注。

目前常用电子辐照加速器装置主要包括自屏蔽的电子帘加速器、高频高压(地那米)加速器和高能高频直线加速器等。这些加速器辐照系统包括加速器、加速器附属设备和束下装置等等。都是固定装置，设置在专用的辐照大厅内，并有独立的控制车间及屏蔽墙体，建造成本高，占地面积大。这些辐照加速器在进行消毒灭菌、辐照改性等应用时，必须将所有待加工的物品都先转移到相应的辐照装置的束下装置上，进行辐照后移出。为了适应如粮食等重量或体积较大，但仅需要很小的辐照剂量既可以满足灭菌需要的物品的辐照灭菌等应用需求，研究者们也设计出了可移动的有大型车载式电子加速器，用于待辐照物品移动的使用场景。目前尚无智能化控制的可移动的电子束辐照加速器，限制了其在不可移动、或者不便移动的特殊场景的辐照灭菌应用。

目前文物进行发掘后，一般采取迁移保护和原位保护。可移动的文物会转移至博物馆等地进行修复及保存，小型建筑类文物也可以进行整体的搬迁移动。而大型建筑，如墓室、洞穴类建筑及建筑内的需要原位保护的文物(壁画、浮雕、彩塑等)因其不可移动性，或者移动后会严重破坏科学和艺术价值的文物，其原位保护是文物保护领域的世界性难题。对各地墓室内现场环境复杂，常处于高湿度环境，其表面及内部浅表层容易滋生细菌、真菌等微生物，导致文物发霉、变色、剥落，对文物造成严重破坏，亟需开发无损的方式进行防治保护。

对于壁画、彩陶等颜色多样，制作工艺复杂的艺术品，因成分的特殊性，常规的灭菌方法容易对原料产生不可逆转的影响，造成文物的破坏。目前常用的文物保护方法有化学熏蒸、紫外光照等等，在一定范围内能对微生物产生影响。但是在高湿度环境中的灭菌应用中，部分微生物繁殖生长很快。化学熏蒸法存在着灭菌不彻底，对环境有危害等缺点，而紫外光照相对环保，但是杀菌率不高。因为光源的限制，以及对人眼，光敏物质的影响，应用范围也有限。适用于文物原位保护的新型高效的灭菌工艺一直是文物保护领域需要解决的问题。

冷链食品从生产、冷冻、运输、销售地储存、零售等各个环节中，需要不断的接触冷库、冷链车厢等区域。工人转运时也会接触冷冻物品外包装、冷库及冷链车厢等空间及壁面。由于冷库等环境的低温特殊性，常用的化学方法的灭菌效率急剧降低，遇到水汽凝结及冰块，则无法杀灭冰冻物里面的病毒。而电子束穿透能力及灭菌效果不受温度影响，且灭菌速率快，因此适用于低温感染冷库、车厢、大储存柜等壁面消毒的辐照灭菌装置，阻断病毒传播链，是全球疫情环境下亟需解决的问题。

为应对受感染的大量病人，建立独立的感染医院及方舱医院，病房的消杀采用的是喷洒化学试剂等，医疗垃圾转运的车厢等也是采用化学法。感染病房相关的病房壁面，车厢等，喷洒大量化学试剂是不适合的，如果能用不引入二次污染的电子束辐照灭菌方式，则可以大量的节省人力物力财力，有利于控制病毒传播及保护医务人员安全。

综上，智能化的可移动的电子束辐照灭菌装置，可以解决目前国内外亟需的特殊场景的微生物消杀问题，拓宽电子束辐照灭菌的应用领域。设计制备出该类装置及开发相应的辐照工艺将能对不可移动文物、低温感染的空间壁面、医院病房、医疗垃圾转运仓、转运车厢的消毒提供先进的灭菌技术，是利国利民的举措。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能控制的可移动式辐照装置及其应用辐照工艺，可用于文物及所处环境的辐照灭菌，实现对文物的原位保护；可用于微生物感染的低温区域，如冷冻物品外包装、冷库及冷链车厢，杀灭冰层、液体里的隐藏病毒，实现彻底灭菌；可用于医院病房、医疗垃圾等感染区域及感染物品接触到的空间壁面消毒，实现绿色消杀，阻断传播链。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能控制的可移动式电子束辐照装置，主要包括电子束源、功率源、运动系统、控制系统、冷却系统、臭氧处理系统、地面移动承压板。电子束源是由电子束源装置提供，能量范围为80kev-10mev，提供灭菌用的电子束流，包括但不限于电子帘加速器、高频高压(地那米)加速器和高能高频直线加速器。功率源是指为装置的供能装置，包括但不限于高压电源。运动系统是带动电子束源移动的主要部件，带动电子束源的360度旋转及三维方向运动，包括但不限于平台车、机械臂等。控制系统是智能化控制的高度集成系统，包括运动控制、电子束源控制、外部监控控制及配电控制，包括但不限于交换机、以太网、上位机、触摸屏等部件。冷却系统是电子束源的辅助系统，控制温度，保障电子束源的正常运行。臭氧处理系统包括但不限于气体吸附罩、气体管路、抽气泵、臭氧处理罐，包括但不限于活性炭等臭氧处理剂。臭氧处理系统是可以选择性开启，电子束辐照到空气中时，会与氧气发生作用，产生一定浓度的臭氧。臭氧具有氧化性，在不同的使用环境下，有利有弊，臭氧处置系统开启时，保障空间内的臭氧浓度低于国家排放标准的最低浓度，或者满足被照空间的更高需求。臭氧处理系统开启时，可以对空气进行一定程度的灭菌。地面移动承压板，包括但不限于钢板、高强度复合材料板、木板等，下方铺垫枕木。可以折叠进行选择性使用，以确保设备适用于不同的空间环境。

图1为本发明的安装结构图，本装置的在全向移动平台车(1)上安装机械臂固定调整装置(2)、方位角度仪(3)，机械臂固定调整装置(2)上安装有机械臂(4)，机械臂(4)的顶端部通过固定架(5)固定有电子束源(6)，固定架(5)上安装有距离传感器(19)；电子束源(6)的出束口外侧四周设有气体吸收罩(7)，气体吸收罩(7)围住电子束源(6)的出束口外侧四周，气体吸收罩(7)通过抽气管与臭氧吸收处理罐(14)连通，臭氧吸收处理罐(14)与抽气泵(13)连接；臭氧吸收处理罐(14)中装有臭氧吸收处理剂；

可移动智能化辐照装置还配有控制系统(8)、高压系统(10)、水冷系统(11)，控制系统(8)、高压系统(10)、水冷系统(11)安装到铅屏蔽柜(12)中，高压系统(10)通过高压线缆(9)与电子束源(6)连接，抽气泵(13)、高压系统(10)、机械臂(4)、方位角度仪(3)、机械臂固定调整装置(2)、水冷系统(11)等均与控制系统(8)连接；

控制系统(8)主要包括机械臂控制系统(与机械臂连接并控制机械臂运动)、电子束源装置控制系统(与电子束源装置连接，用于控制电子束源)、中央控制系统、外部监控系统(监控设备工作状态)；机械臂控制系统与机械臂(4)连接控制机械臂(4)的运动，电子束源装置控制系统与电子束源(6)的发生装置连接，用于控制电子束源(6)；

机械臂控制系统、电子束源装置控制系统、中央控制系统、高压系统(10)、水冷系统(11)放置在铅屏蔽柜(12)中，屏蔽散射线，保护其不受射线的照射，提高其使用寿命，同时铅屏蔽柜(12)可随全向移动平台车一起移动；

由于辐照设备具有放射性，故监测系统人机交互界面必须在室外。外部监控系统由集成在一个4u机箱内的触摸屏、一台以太网交换机以及配电系统组成，触摸屏与以太网交换机连接，配电系统由外部输入380vac电源然后分配给所有设备供电，并包括上电、断电以及急停连锁。外部监控系统用于对环境的监测以及各设备工作状态的监测。连接关系见图3。

中央控制系统主要由一套plc和一台交换机连接而成，主要负责对机械臂及电子束源装置的某些开关量及安全联锁等信号的采集，并将信号由室外检测系统的以太网交换机最终传递给上位机。

方位角度仪(3)、距离传感器(19)与中央控制系统连接，中央控制系统与机械臂控制系统、电子束源控制系统、外部监控系统和配电系统电路或信号连接；方位角度仪(3)、距离传感器(19)检测的数据传到中央控制系统，中央控制系统经过接收到的数据计算机械臂的运动进而对机械臂控制系统施加信号控制机械臂的运动，或直接输入机械臂的运动的形式通过机械臂控制系统控制机械臂的运动，中央控制系统对于中断的机械臂的运动会进行记忆保留，便于后续继续连续工作；中央控制系统控制电子束源控制系统同时控制辐照参数；水冷系统(11)用于对电子束源装置的冷却，与中央控制系统连接。

机械臂控制系统通过modbustcp还可以与上位机通讯。电子束源装置控制器与中央控制器均可以与上位机连接，电子束源装置控制器与中央控制器均采用rs232串口通讯，再通过以太网与上位机进行通讯。

中央控制系统主要负责对机械臂及电子束源装置的某些开关量及安全联锁等信号的采集，开关量可能包括位置探测开关、环境温度报警开关、环境湿度报警开关等(以上信号也可能用模拟量采集)，安全联锁包括人员进入探测开关(安全门开关)、急停按钮开关等。安全联锁主要是一些开关量，包括安全门连锁、急停按钮以及设备故障信号等，将这些信号输入到plc进行连锁控制。系统安全联锁采用二级连锁响应机制，一般故障为二级故障，二级故障时系统自动“停束”；严重故障为一级故障，一级故障时系统“急停”自动断电。一般故障如：水冷等故障为二级故障，机械臂故障等为一级故障。

中央控制系统与室外检测系统采用光纤以太网连接，减少设备对通讯的电磁干扰。

上位机安装工控组态软件，对设备进行实时监控。上位机具有：参数设置、指令下达、实时监控以及报警事件记录、报表生成、历史记录查询等功能。

触摸屏与上位计算机具有同样的显示与监控功能，二者可以同时或任一台单独工作，这样考虑的优点是即使没有上位机参与系统也可以工作，简化现场设备。

在全向移动平台车上安装机械臂固定调整装置(2)，方位角度仪(3)可探测到不同位置处的三个坐标轴的倾斜角，反馈到控制系统(8)，对机械臂的原点坐标补偿修正，使机械臂的路径规划不发生偏移；固定架(5)用于固定电子束源(6)，图2仅展示了一种形式，可根据不同电子束源的外观及尺寸的具体要求进行相应设计；同时其上安装有距离传感器(或3d视觉相机)(19)，可探测电子束源与待灭菌文物的位置关系，反馈给机械臂控制系统，控制机械臂的运动，同时对机械臂的位置和姿态进行实时调整，避免对被照物造成划伤、磕碰等二次损害。

作为优选，设备优先采用的全向移动平台车，该车选用麦克纳姆轮(或万向轮)驱动，通过精准控制每个轮的转速和转向，可进行全向移动(前进、后退、横行、斜行)，并可实现零度转弯，以适应墓室狭小空间的需求。在移动过程中，精准度小于10mm，以确保全方位移动过程中的精准度，避免发生磕碰等。

进一步，在平台车移动过程中，为适应不同使用环境，避免对地面等造成破坏，设计平台车地面移动承压板(16)，包括但不限于钢板、高强度复合材料板、木板等，下方铺垫枕木(17)，以达到保护工作环境地面(18)的目的。移动承压板(17)的功能是支撑辐照装置，保护被辐照文物所处环境的地面不被损坏。需要满足的要求有：与移动平台车轮子接触需要防滑，轮子在自由移动的同时能保证位移的精确度。与枕木(17)接触的一面也需要一定的阻力，且有橡胶等防滑层，加速器行走时不能移动，且不能与地面产生摩擦损坏地面。小车行走前，在使用环境预先铺设好。

进一步，在进行辐照灭菌的过程中会有臭氧产生，对文物及人体会造成伤害。在电子束源出束口，安装气体吸附罩(7)，其形状为固定端端口相对较小，另一端出电子束源口的端口相对较大，需根据束流形状进行设计，避免对束流造成屏蔽，降低灭菌效率，将产生的臭氧等气体，通过抽气管(15)和抽气泵(13)，抽入气体吸附处理罐子(14)，对臭氧等气体进行处理，避免排入环境。

系统工作中所需的数据可有系统自动获得或通过人工输入获得。

整个系统可设置“自动”和“手动”两种工作模式，“自动”工作模式时，先由上位机输入位置、速度等参数，然后按“自动”键，系统自动到达指定地点，将“就绪”信号传给上位机，“出束”(开始辐照)由人工操作，辐照过程自动完成并自动“停束”；当“自动”工作过程中发现问题时可人工切换到“手动”模式进行人工干预，“手动”模式优先级高于“自动”模式；当系统工作在“手动”模式时，所有的参数设置及操作均由手动完成。“自动”即按事先输入的参数自动完成辐照工作，“手动”即由人工通过操作界面(触摸屏)手动完成辐照工作。

工作方法：包括如下：选定工作环境后，先用数据采集系统采集环境三维空间、待辐照物体的二维位置数据或人工输入，将相应数据录入机械臂控制系统，规划出电子束源行进路线及机械臂移动路线，确定移动速度，经工作人员确定无误后开始运行；

平台车移动过程中，会有地面倾斜角，此时方位角度仪(3)会感知平台车的平面与水平面的倾斜角并反馈给控制系统(8)，控制系统(8)根据当前工作位置的倾斜角，对机械臂进行调节，确保电子束源行进轨迹不发生偏移，并保持姿态平稳；

当平台车行驶到固定位置时，方位角度仪测出xyz三轴的偏转角度，数据反映给控制系统，调节机械臂，开启电子束源，根据设定的路线和速度，对待辐照进行扫描，对待辐照物体属于曲面、不规则面的物体，则需要通过机械臂来不断对电子束源的姿态进行调节；

根据待辐照物体表面的微生物种类，设定辐照的剂量，辐照灭菌时，采用辐照可根据需要进行选择，如循环灭菌的方式，减少某一地方长时间辐照的影响；

电子束源在工作的时候，高能射线电离空气中的氧气，使氧气变成了臭氧，因此加速器在空气环境工作时，会产生臭氧，可根据需要选择是否打开抽气泵(13)；

辐照过程中当系统出现故障时，机械运动装置自动记住原有位置，系统恢复正常后自动从原断点继续工作直至任务完成。机械运动装置的运动位置参数实时的传送到中央控制系统plc的内存中，当系统发生故障时位置数据会一直保持在内存中。

与现有技术相比，本发明的特色在于：

(1)本发明提供的辐照装置，是可移动的，电子束源可以360度旋转，且能实现远程智能控制的，可以自动计算运动轨迹，可自主对环境内的待辐照物进行全方位灭菌。

(2)不同于现有的辐照装置，本发明的装置自带地面移动承压板，选择性使用，可应用于多种使用环境。

(3)本发明的装置配备臭氧处理系统，可选择性去除臭氧等气体，可应用于特殊使用环境。(4)与其他灭菌技术相比，本发明装置提供的辐照灭菌效率高，无二次污染，适用于低温、病毒感染等危险区域的使用。

(5)可应用于具有珍贵壁画、彩绘、浮雕等墓室、洞穴的不可移动文物的环境灭菌，实现对文物的原位保护。

(6)辐照灭菌不受温度影响，对于微生物感染的低温区域，如冷库、冷链车厢、冷冻物品外表面等，可杀灭冰层、液体里的隐藏病毒，实现彻底灭菌；可用于医院病房、医疗垃圾等感染区域及感染物品接触到的空间壁面消毒，实现绿色消杀，阻断传播链。

附图说明

图1为本发明的安装结构图。

图2为电子束源安装结构的局部放大示意图。

图3为控制系统连接图；

全向平台车1、机械臂固定调整装置2、方位角度仪3、机械臂4、固定架5、电子束源6、气体吸附罩7、控制系统8、高压线缆9、高压系统10、水冷系统11、铅屏蔽柜12、抽气泵13、臭氧吸附处理罐14、抽气管15、平台车地面移动承压板16、枕木17、工作环境地面18、距离传感器19。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

实施例1墓室空间及壁画的辐照灭菌

本实施例中，以墓室壁画为例，全国范围内发掘的古墓数量繁多，内部结构各有不同，墓道曲折狭小，墓室空间局促，对于设备在其中的移动运行有较高的需求。墓室洞穴等文物所处环境，地面石块或者砖块本身也是文物，因此也需要特别注意地面的承重。且不能随意改变墓室内空气湿度、气体组成等，以免对墓室内文物造成影响。因此需要选用设备自带的移动承压板，在移动前铺设好，并打开臭氧处理系统。

墓室结构复杂，建筑面积狭小，且很多都具有拱顶结构，高矮不同。壁画一般绘制在墙面和拱顶。由于墓室的潮湿环境，非常利于微生物的繁殖。古代壁画采用的颜料一般为无机颜料，包括但不限于碳酸钙、硫酸镁、炭黑、铅丹、土红、朱砂、黄赭、铬黄等。不同时期的壁画制作工艺会有不同。微生物的代谢产物、气候等的影响会导致壁画的变色、脱落等。因此，对于不同的墓室壁画，需要针对墓室环境、壁画制作工艺、颜料来合理的研发辐照灭菌工艺。

参见附图1和2，全向移动平台车1采用麦克纳姆轮驱动，可进行全向移动及零度转弯，以适应墓室狭小的空间。在移动过程中，精准度小于10mm，以确保全方位移动过程中的精准度，避免发生磕碰等损坏文物。

确定墓室之后，首先要对墓室地面、墙壁、结构、壁画位置等进行勘测，将结构数据记录并通过数据采集装置反馈给控制系统8中的中央控制系统。确定好电子束源需要辐照的三维位置后，中央控制系统规划合理的全向移动车和机械臂运行路线。电子束源6安装固定架5上，通过高压线缆9连接到高压电源上，固定架5安装在机械臂4末端轴上，电子束经由电子束源出束窗口发出，照射在文物表面，并深入到浅表层，对微生物及其繁殖体进行灭活。

安装在固定架5上的距离传感器(或3d视觉相机)19实时测量电子束源与待灭菌文物的位置关系，对电子束源进行姿态和距离调节，以获得最佳灭菌质量。辐照工艺涉及文物辐照剂量及剂量率，以及辐照灭菌过程中产生的尾气无害化处理。本实施例中，待灭菌文物为壁画。首先要确定壁画所在的三维位置(高度、长度、宽度、是否拱顶等等)，根据壁画所处环境、壁画制作工艺及微生物病害评估结果制定合理的辐照工艺。辐照剂量根据病害程度来确定，剂量率等通过调节电子束源的功率、电子束源与文物的距离及移动速度来调节。

选定工作环境后，先用数据采集系统如(距离传感器或3d视觉相机)采集环境三维空间、待辐照物体的二维位置数据，将相应数据录入机械臂控制系统，规划出电子束源行进路线及机械臂移动路线，确定移动速度，经工作人员确定无误后开始运行。

移动承压板，全向移动平台车，机械臂等共同协调电子束管的位置。以机械臂为具体实施例，在地面铺设好移动承压板之后，平台车开始移动，移动过程中，会有地面倾斜角，此时方位角度仪3会感知平台车的平面与水平面的倾斜角并反馈给控制系统8，控制系统8根据当前工作位置的倾斜角，对机械臂进行调节，确保电子束源行进轨迹不发生偏移，并保持姿态平稳。

当平台车行驶到固定位置时，方位角度仪测出xyz三轴的偏转角度，数据反映给控制系统，调节机械臂等，暂停后，开启电子束源，根据之前设定的路线和速度，对待辐照的同一个平面的物体进行从上至下，从左到右的扫描。对待辐照物体属于曲面、不规则面的物体，则需要通过机械臂来不断对电子束源的姿态进行调节，最终实现等距、无死角的辐照，确保待辐照物体的均匀、有效辐照。

根据待辐照物体表面的微生物种类，设定辐照的剂量，剂量范围为10gy-50kgy，具体剂量根据微生物种类、颜料种类、文物制造工艺确定。辐照灭菌时，采用循环灭菌的方式，减少某一地方长时间辐照的影响。机械臂带动电子束源按照一定的速度在待辐照文物前面移动，如以0.1kgy/s的剂量率及1m/s的速度，先在z轴方向移动，待走完设定距离之后，沿y轴移动至下一个z轴运动的起点，如此交替进行，直到完成一个yz平面的灭菌操作。如果需要达到更高剂量的辐照，则重复扫描一次或者多次。需要在x轴距离变化时，电子束源也做相应的改变。

电子束源在工作的时候，高能射线电离空气中的氧气，使氧气变成了臭氧，因此加速器在空气环境工作时，会产生臭氧。在文物环境中使用时，臭氧的氧化作用容易导致或者加速文物的损坏。打开臭氧处理系统，加速器工作时，气体吸附罩离待辐照文物比较接近，产生的臭氧可以被抽气管直接抽走，不会损害文物。抽气管15连接至臭氧吸附处理罐14，根据臭氧产生速度，设定合适的抽气速度。根据抽气速度及气体吸附剂的吸附效率等，装载合适的臭氧吸附剂，确保臭氧被完全吸收。

基于可移动的电子束辐照装置，根据需要保护的文物类型及文物环境，通过调节电子束源能量、功率、移动速度、扫描时间等，开发合适的辐照灭菌工艺。具体可以分为：基于微生物的种类、微生物的繁殖规律，开发适合于特定环境的辐照灭菌工艺。基于壁画、彩塑、浮雕等文物的材质、颜料类型等，开发适合于特殊材质的无损辐照工艺。

实施例2低温冷库、冷链车厢、冷冻物品外包装的辐照灭菌

本实施例中，以受新冠病毒等可以物传人的微生物污染的冷库、冷链车厢、冷冻物品外包装为例，两者温度低，空气湿度较大，常用的酒精、双氧水喷雾消毒时，水汽容易凝结，无法空间弥漫或者直接在壁面凝结成冰，导致灭菌的效果不好。且冷库少量位置会有薄冰层，以新冠病毒为例，已经证实冷冻物品外包装携带的病毒会通过接触传播。而冰层里的病毒常规的灭菌方式无法杀灭。因此，亟需辐照灭菌技术对冷库等进行彻底灭菌，阻断传播链。

冷库、冷链车厢一般是规整的长方体结构，底部是地面，能承压，为了方便运输车辆，通常是平整地面。所以此类环境应用时，可以不需要移动承压板。同时，根据冷库存放物品的数量及种类情况，可以评估臭氧是否有必要留存或者保持一定的臭氧浓度对空气进行消毒。冷冻物品外包装也一般为规整的长方体结构，只是体积较小。

同上一个实施例，仍可使用附图1中的电子束辐照装置。确定冷库、冷链车厢之后，首先要对地面、墙壁、结构等进行勘测，将结构数据记录并通过数据采集装置反馈给控制系统8中的中央控制系统。确定好电子束源需要辐照的三维位置后，中央控制系统规划合理的全向移动车和机械臂运行路线。电子束源6安装固定架5上，通过高压线缆9连接到高压电源上，固定架5安装在机械臂4末端轴上，电子束经由电子束源出束窗口发出，照射在冷库内表面，并深入到浅表层，对病毒进行灭活。

安装在固定架5上的距离传感器(或3d视觉相机)19实时测量电子束源与待灭菌文物的位置关系，对电子束源进行姿态和距离调节，以获得最佳灭菌效果。辐照工艺涉及辐照剂量及剂量率，以及辐照灭菌过程中产生的臭氧去留。本实施例中，待灭菌对象为冷库、冷链车厢四壁、底部及顶部，重点对有冰层和液滴的地方辐照灭菌。首先要确定壁面长、宽、高等位置，及微生物种类来制定合理的辐照工艺。辐照剂量根据微生物种类来确定，剂量率等通过调节电子束源的功率、电子束源与被照物的距离及移动速度来调节。

选定工作环境后，先用数据采集系统如(距离传感器或3d视觉相机)采集环境三维空间、待辐照物体的二维位置数据，将相应数据录入机械臂控制系统，规划出电子束源行进路线及机械臂移动路线，确定移动速度，经工作人员确定无误后开始运行。

以机械臂为具体实施例，平台车开始移动，移动过程中，会有地面倾斜角，此时方位角度仪3会感知平台车的平面与水平面的倾斜角并反馈给控制系统8，控制系统8根据当前工作位置的倾斜角，对机械臂进行调节，确保电子束源行进轨迹不发生偏移，并保持姿态平稳。

当平台车行驶到固定位置时，方位角度仪测出xyz三轴的偏转角度，数据反映给控制系统，调节机械臂等，暂停后，开启电子束源，根据之前设定的路线和速度，对待辐照的同一个平面的物体进行从上至下，从左到右的扫描。对待辐照物体属于曲面、不规则面的物体，则需要通过机械臂来不断对电子束源的姿态进行调节，最终实现等距、无死角的辐照，确保待辐照物体的均匀、有效辐照。

根据待辐照物体表面的微生物种类，设定辐照的剂量，剂量范围为10gy-50kgy，具体剂量根据微生物种类确定。辐照灭菌时，采用循环灭菌的方式，减少某一地方长时间辐照的影响。机械臂带动电子束源按照一定的速度在待辐照文物前面移动，如以1-5kgy/s的剂量率及1m/s的速度，先在z轴方向移动，待走完设定距离之后，沿y轴移动至下一个z轴运动的起点，如此交替进行，直到完成一个yz平面的灭菌操作。如果需要达到更高剂量的辐照，则重复扫描一次或者多次。需要在x轴距离变化时，电子束源也做相应的改变。

电子束源在工作的时候，高能射线电离空气中的氧气，使氧气变成了臭氧，因此加速器在空气环境工作时，会产生臭氧。若冷库里无食品等，且是无人环境，可以维持一定的臭氧浓度对空气进行灭菌。若不适合，则开启臭氧处理系统。

基于可移动的电子束辐照装置，根据需要灭菌的冷库环境，基于对病毒等微生物的检测结果，通过调节电子束源能量、功率、移动速度、扫描时间等，开发合适的辐照灭菌工艺。

而对于冷冻物品外包装，则可以让小车不动，只需要根据体积大小，移动电子束源即可满足冷冻物品外包装的多面消毒。具体基于对病毒等微生物的检测结果，通过调节电子束源能量、功率、移动速度、扫描时间等，开发合适的辐照灭菌工艺。

实施例3感染病房、感染物转运车厢的辐照灭菌

本实施例中，以受新冠病毒等可以物传人的微生物污染的感染病房、感染物转运车厢为例，两者因接触病人及医疗垃圾或者感染病人用过的生活用品，具有传染性。常用的酒精、双氧水喷雾消毒时，需要大量多次喷洒，对环境造成污染，大量化学试剂的使用也不利于工作人员的身体健康。且对墙壁、车厢壁面具有一定的腐蚀性，不是经济高效的灭菌方法。因此，亟需辐照灭菌技术对此类病毒传播载体等进行彻底灭菌，阻断传播链。

感染病房、感染物转运车厢一般是规整的长方体结构，底部是地面，能承压，为了方便人员进出、物品搬运，通常是平整地面。所以此类环境应用时，可以不需要移动承压板。同时，根据病房及感染物车厢存放家具、物品等情况，可以评估臭氧是否有必要留存或者保持一定的臭氧浓度对空气进行消毒。

同上一个实施例，仍可使用附图1中的电子束辐照装置。确定感染病房、感染物转运车厢之后，首先要对地面、墙壁、结构等进行勘测，将结构数据记录并通过数据采集装置反馈给控制系统8中的中央控制系统。确定好电子束源需要辐照的三维位置后，中央控制系统规划合理的全向移动车和机械臂运行路线。电子束源6安装固定架5上，通过高压线缆9连接到高压电源上，固定架5安装在机械臂4末端轴上，电子束经由电子束源出束窗口发出，照射在冷库内表面，并深入到浅表层，对病毒进行灭活。

安装在固定架5上的距离传感器(或3d视觉相机)19实时测量电子束源与待灭菌文物的位置关系，对电子束源进行姿态和距离调节，以获得最佳灭菌效果。辐照工艺涉及辐照剂量及剂量率，以及辐照灭菌过程中产生的臭氧去留。本实施例中，待灭菌对象为感染病房、感染物转运车厢四壁、底部及顶部。首先要确定壁面长、宽、高等位置，及微生物种类来制定合理的辐照工艺。辐照剂量根据微生物种类来确定，剂量率等通过调节电子束源的功率、电子束源与被照物的距离及移动速度来调节。

选定工作环境后，先用数据采集系统如(距离传感器或3d视觉相机)采集环境三维空间、待辐照物体的二维位置数据，将相应数据录入机械臂控制系统，规划出电子束源行进路线及机械臂移动路线，确定移动速度，经工作人员确定无误后开始运行。

以机械臂为具体实施例，平台车开始移动，移动过程中，会有地面倾斜角，此时方位角度仪3会感知平台车的平面与水平面的倾斜角并反馈给控制系统8，控制系统8根据当前工作位置的倾斜角，对机械臂进行调节，确保电子束源行进轨迹不发生偏移，并保持姿态平稳。

当平台车行驶到固定位置时，方位角度仪测出xyz三轴的偏转角度，数据反映给控制系统，调节机械臂等，暂停后，开启电子束源，根据之前设定的路线和速度，对待辐照的同一个平面的物体进行从上至下，从左到右的扫描。对待辐照物体属于曲面、不规则面的物体，则需要通过机械臂来不断对电子束源的姿态进行调节，最终实现等距、无死角的辐照，确保待辐照物体的均匀、有效辐照。

根据待辐照物体表面的微生物种类，设定辐照的剂量，剂量范围为10gy-50kgy，具体剂量根据微生物种类确定。辐照灭菌时，采用循环灭菌的方式，减少某一地方长时间辐照的影响。机械臂带动电子束源按照一定的速度在待辐照文物前面移动，如以1-5kgy/s的剂量率及0.1-1m/s的速度，先在z轴方向移动，待走完设定距离之后，沿y轴移动至下一个z轴运动的起点，如此交替进行，直到完成一个yz平面的灭菌操作。如果需要达到更高剂量的辐照，则重复扫描一次或者多次。需要在x轴距离变化时，电子束源也做相应的改变。

电子束源在工作的时候，高能射线电离空气中的氧气，使氧气变成了臭氧，因此加速器在空气环境工作时，会产生臭氧。若冷库里无食品等，且是无人环境，可以维持一定的臭氧浓度对空气进行灭菌。若不适合，则开启臭氧处理系统。

基于可移动的电子束辐照装置，根据需要灭菌的感染病房、感染物转运车厢，基于对病毒等微生物的检测结果，通过调节电子束源能量、功率、移动速度、扫描时间等，开发合适的辐照灭菌工艺。