DE2412956A1

DE2412956A1 - Regulating the power supply to electrophoresis cell - using different control modes governed by voltage, current and power readings

Info

Publication number: DE2412956A1
Application number: DE2412956A
Authority: DE
Inventors: Per-Axel Lidstroem; Jan Soederholm
Original assignee: Pharmacia Fine Chemicals AB
Current assignee: Cytiva Sweden AB
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1974-03-18
Publication date: 1975-10-02
Also published as: SE7502593L

Abstract

A method of regulating the power supply to an electrophoresis cell, in which the resistance during the process, is as follows: at least three reference voltages are formed, corresponding respectively to the current, voltage and power which should be supplied to the cell, and in addition three other voltages are formed, corresponding respectively to the actual values of these three parameters, each actual is continuously compared with the corresponding reference value to give a difference signal, during a first, predetermined difference signal as the regulating value for this power supply, as soon as one of the difference signals passes through the zero point, an automatic change-over to a second control mode takes place, in which this difference signal is used as the regulating value for the power supply.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Leistungszufuhr zu einer Elektro@horesenzelle Eine Elektrophoresenzelle besteht grundsätzlich aus einer langgestreckten Geischicht mit einer Elektrode an jeder der Schmalseiten. Die zu separierende Substanz wird auf der Gelschicht an einer der Elektroden aufgebracht. Eine Spannung wird über die Elektroden gelegt, wobei die Bestandteile der Substanz mit im Verhältnis zueinander verschiedenen Geschwindigkeiten auf die andere Elektrode hin wandern und dabei eine Spur hinter'assen. Wenn der Elektrophoresenverlauf abgeschlossen ist, sind die verschiedenen Bestandteile separiert und befinden sic'n auf verschiedenen Plätzen in dem Gel. Das Gel wird im Bereich dieser Plätze aufgenonmen, und die Bestandteile werden abgeschieden.Method and device for regulating the supply of power to a Elektro @ horesenzelle An electrophoresis cell basically consists of an elongated one Geischicht with an electrode on each of the narrow sides. The substance to be separated is applied to the gel layer on one of the electrodes. A tension becomes placed over the electrodes, the constituents of the substance with in proportion move at different speeds towards the other electrode and leave a trace behind. When the electrophoresis course is completed is, the different components are separated and are located on different Places in the gel. The gel is absorbed in the area of these places, and the components are deposited.

Während der Wanderung der Bestandteile unter der Einwirkung des elektrischen Feldes ändert sich die Resistenz des Gels. Abhängig von der Geltype und der zu separierenden Substanz kann sich die Resistenz von einem niedrigen Anfangswert, beispielsweise 5000 Ohm, bis zu einer bedeutend höheren Schlusswert, zum, Beispiel 60000 Ohm, oder von einen sehr hohen Anfangswert bis zu einen niedrigen Schlusswert ändern.During the migration of the components under the action of the electric Field changes the resistance of the gel. Depending on the gel type and the one to be separated Substance resistance can increase from a low initial value, for example 5000 Ohms, up to a significantly higher final value, for example 60000 ohms, or from change a very high initial value to a low final value.

Sowohl das eigentliche Gel als auch die Bestandteile der zu separierenden Substanz dürfen jedoch nicht allzu kräftigen elek trlsciren Leistungen ausgesetzt werden, da die dabei vorkommende Wärmeerzeugung Beschädigungen des Gels und der Bestandteile mitrühren kann. Es ist daher wichtig, dass -die Leistungszufuhr ununterbrochen unterhalb eines höchsten zulässigen Leistung niveaus gehalten wird. Die Leistungszufuhr darf auf der anderen Seite auch nicht zu niedrig sein, da die Wanderungsgeschwindigkeit dann zu langsam wird, der Elektrophoresenverlauf zu ausgewird ---- -,-dehnt/und die Bestandteile diffundieren können.Both the actual gel and the components to be separated Substance, however, must not be exposed to excessive electrical power because the heat generated thereby damages the gel and the Can stir ingredients. It is therefore important that -the power supply is uninterrupted is kept below a maximum permissible performance level. The power supply On the other hand, it must not be too low, as the migration speed then becomes too slow, the electrophoresis process becomes too ---- -, - stretches / and the constituents can diffuse.

Zur Erzielung der kürzest möglichen Verlaufzeiten für die Elektrophorese ist es gebräuchlich, ein wassergekühltes Gelbett und eine so hohe, empirisch im voraus bestimmte Leistungszufuhr wie möglich anzuwenden. Als Leistungsquelle t man sich gewöhnlich einer Quelle für konstante Spannung oder konstanten Strom bedient. Um die Leistungszufuhr während des ganzen Verlaufes der Elektrophorese konstant und hoch halten zu können (wie erwähnt ändert sich die Resistenz des Gels), war die Bedienungsperson gezwungen, auf Instrumenten den Spannungsunterschied zwischen Ausgangsspannung und Strom abzulesen, diese werte miteinander zu multiplizieren, um die der Zelle zugeführte Leistung zu erhalten, diesen Leistungswert mit dem empirisch festgestellter.To achieve the shortest possible course times for electrophoresis it is common to have a water-cooled gel bed and such a high, empirically im to apply predetermined power input as possible. The source of power is one usually uses a source of constant voltage or constant current. To keep the power supply constant throughout the course of the electrophoresis and to be able to keep it high (as mentioned, the resistance of the gel changes), was forced the operator to measure the voltage difference between Read the output voltage and current, multiply these values together, to obtain the power delivered to the cell, this power value with the empirical established.

zu vergleichen und schliesslich den Volteinstellknopf auf der Spannungsquelle im Hinblick auf die änderung der Gelresistenz zu regeln. Dies ist eine äusserst unzufriedenstellende Routinearbeit, besonders wenn man daran denkt, dass die Separatienszeit 4 bis 12 Stunden betragen kann.to compare and finally the voltage adjustment button on the voltage source to regulate with regard to the change in gel resistance. This is an extreme one unsatisfactory routine work, especially when you think about the Separatienszeit Can be 4 to 12 hours.

Eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die Leistungszufuhr zu der Zelle auf konstantem Niveau gehalten wird, ist vorbekannt. Diese bekannte Vorrichtung sendet einen Ausgangspuls mit hoher Amplitude und mit schroffen, exponentiell steigenden und abklingenden Hinterkanten aus. Die Pulse haben eine niedrige Frequenz, wo- @urch der tiittelwert des Leistungsniveaus mit demjenigen verglichen werden kann, den man bei Verwendung einer Quelle für konstante Spannung erhalten varde. Der Vorteil mit dieser bekannten Vorrichtung liegt darin, dass man eine hohe Spannungspolarisation und damit eine deutlichere Separation erhält. Versucne mit diesem bekannten Apparat haben jedoch gezeigt, dass das Leistungsniveau nicht während des ganzen Verlaufs der Elektrophorese konstant ist.A device by which the power is supplied to the cell is kept at a constant level is previously known. This known device sends an output pulse with a high amplitude and with a sharp, exponentially increasing pulse and decaying trailing edges. The pulses have a low frequency, where- @urch the mean value of the performance level can be compared with that which one gets varde when using a constant voltage source. The advantage with this known device is that one has a high voltage polarization and thus a clearer separation is obtained. Try this familiar device have shown, however, that the level of performance is not throughout the course the electrophoresis is constant.

Es hat sich gezeigt,dassviele separierte Substanzen nicht nur wärmeempfindlich sind sondern auch nicht ohne Beschädigungsgefahr allzu hohen Strom- und Spannungswerten ausgesetzt werden können.It has been shown that many separated substances are not only sensitive to heat are not too high current and voltage values without the risk of damage can be exposed.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Apparat zur Regelung der Leistungszufuhr zu einer Elektrophoresenzelle in solcher Weise, dass die Leistungszufuhr die ganze Zeit konstant ist, während es gleichzeitig möglich ist, auf besonderen Einstellknöpfen auf dem Leistungsregelungsaggregat die maximalen Werte für Strom, Spannung und Leistung einzustellen, die die Zelle verträgt.The present invention relates to a method and one Apparatus for regulating the supply of power to an electrophoresis cell in such Way that the power supply is constant all the time while doing it at the same time is possible, on special adjustment knobs on the power control unit set maximum values for current, voltage and power that the cell can handle.

Die für die Erfindung kennzeichnenden Besonderheiten gehen aus den nachstehenden- Patentansprüchen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen ist FIG. 1 ein Blockschema des Leistungsregelaggregates gemäss der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 ein Signalschema für das in Fig. 1 gezeigte Leistungsregelaggregat; und FIG. 3 ein Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsform eines Moduswählers, mit dessen Hilfe die Leistungszufuhr zu der EleK-trophoresenzelle ununterbrochen auf dem eingestellten Leistungsniveau gehalten wird, ohne dass gleichzeitig einer der eingestellten U'erte für Strom, Spannung oder Leistung überschritten wird.The special features characteristic of the invention go from the the following claims. An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings. In the drawings, FIG. 1 a block diagram of the power control unit according to the present invention; FIG. 2 a signal scheme for the power control unit shown in Figure 1; and FIG. 3 is a circuit diagram of a preferred embodiment of a mode selector, with the help of which the power supply to the electrophoresis cell continuously at the set performance level is held without one of the set values for current, Voltage or power exceeded will.

Bin Konstantspannungsaggregat 1 führt zwei elektroden 2, 3 ener nicht gezeigten Elektrophoresenzelle Gleichstrom zu. Die Elektrode 3 ist geerdet. Die der Zelle zugeführte Spannung bzw.In constant voltage unit 1, two electrodes 2, 3 do not lead shown electrophoresis cell to direct current. The electrode 3 is grounded. the voltage applied to the cell or

Strom wird durch je einen Widerstand 4 bzw. 5 abgefühlt. An drei Einheiten 6, 7 und 8, vorzugsweise Widerständen der als D Daumenradumschalter bezeichneten Art, wird je eine Bezugsspannung gebildet, die dem gewünschten maximalen Wert für die Spannung, den Strom bzw. die Leistung entspricht, wie sie der Zelle zugeführt werden dürfen. Diese Spannungswerte werden als Sollwerte bezeichnet. In einem Analogaultiplikator 9 werden die an den Widerständen 4 und 5 abgefühlten Istwerte für die Spannung bzw. den Strom.Current is sensed by a resistor 4 or 5. On three units 6, 7 and 8, preferably resistors of the so-called D thumbwheel switches Type, a reference voltage is created that corresponds to the desired maximum value for the voltage, the current or the power corresponds to how it is supplied to the cell may be. These voltage values are referred to as setpoints. In an analog multiplier 9 the actual values for the voltage resp. the stream.

miteinander multipliziert, und ara Ausgang des Multiplikators erhält man den Istwert der der Zelle zugeführten Leistung.multiplied together, and ara gets the output of the multiplier the actual value of the power supplied to the cell.

In drei Vergleichern 10, 11, 12 wird jeder Istwert mit de: entsprechenden Sollwert verglichen und es werden dabei drei Differenzsignale gebildet. Der Vergleich geschieht kontinuierlich und die Differenz signale werden je einem Eingang eines Moduswählers 13 zugeführt. Der Moduswähler wählt automatisch das Differenzsignal, nach dem die Leistungszufuhr zu der Zelle geregelt werden soll, und führt das ausgewählte Differenzsignal einem Verstärker 14 zu, der empfindlich für die Polarität des Differenzsignals ist. Das Ausgangssignal von dem Verstärker treibt einen Servomotor 15 in Abhängigkeit von der Polarität des ausgewählten Differenzsignals an. Der Servomotor ist mechanisch mit der Welle eines Volteinstellknopfes auf dem Konstantspannungsaggregat verbunden. Ein Instrument 16 zur Messung der Spannung, ein Instrument 17 zur Messung des Stromes und ein Instrument 18 zur Messung der Leistung können in der gezeigten weise eingeschaltet sein. Anzeigelampen 18, 19, 20 zeigen der Bedienungsperson den Modus an, nach welchen die Leistungszufuhr zu der Zeile geschieht. 21, 22, 23 bezeichnen Ausgänge für beispielsweise kontinuierliche schriftliche Registrierung der Istwerte für Strom, Spannung und Leistung, die der Zelle während des Verlaufes der Elektrophorese zugeführt wurden.In three comparators 10, 11, 12 each actual value is given with de: corresponding The setpoint is compared and three differential signals are generated. The comparison happens continuously and the difference signals are each one input Mode selector 13 supplied. The mode selector automatically selects the difference signal, according to which the power supply to the cell is to be regulated, and carries out the selected Difference signal to an amplifier 14, which is sensitive to the polarity of the difference signal is. The output from the amplifier drives a servo motor 15 in response on the polarity of the selected difference signal. The servo motor is mechanical connected to the shaft of a volt adjustment knob on the constant voltage generator. An instrument 16 for measuring the voltage, an instrument 17 for measuring the current and an instrument 18 for measuring the power can be switched on in the manner shown be. Indicator lamps 18, 19, 20 indicate to the operator the mode according to which power is applied to the line. 21, 22, 23 denote outputs for, for example continuous written registration of the actual values for current, voltage and Power delivered to the cell during the course of electrophoresis.

In Fig. 2 veranschaulicht ein Signalschema für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung. In Fig. 2 werden die gleIchen Bezugszeichen wie in Fig. 1 für die entsprechenden Teile verwandt. Wie aus -Sig. 2 hervorgeht, werden die abgefühlten Istwerte der Spannung bzw. des Stroms inje einem Verstärker 22 bzw. 23 verstärkt, ehe sie dem Analog:nultlplikator 9 bzw. den Verglelchern 10 und 11 zugeführt werden. Die Vergleicher 10, 11 und 12 sind gebräuchliebe Dlfferentialverstärker. Die Differenzsignale für Strom, Spannung und Leistung werden in einen Moduswähler 13 eingespeist, der aus Relais und Transistoren in der in Fig. 3 gezeigten Weise aufgebaut ist.FIG. 2 illustrates a signal scheme for that shown in FIG Contraption. In Fig. 2, the same reference numerals as in Fig. 1 are used for the corresponding Related parts. How from -Sig. 2 shows, the actual values of the Voltage or the current inje an amplifier 22 or 23 amplified before they Analog: multiple applicator 9 or the comparators 10 and 11 are fed. The comparators 10, 11 and 12 are common differential amplifiers. The difference signals for Current, voltage and power are fed into a mode selector 13, which consists of Relays and transistors in the manner shown in Fig. 3 is constructed.

Wie aus dem Schaltschema in Fig. 3 hervorgeht, wird das Differenzsignal von jedem Vergleicher 10, 11, 12 der Basis je eines Transistors TU, TI, TP zugeführt. Im Kollektorkreis jedes Transistors liegt je eine Relaisspule RUS, R'IS, RPS je eines Relais RU, RI, RP sowie je eine Leuchtdiode, die die genannten Modusindikatoren 18-20 darstellen. Jede Relaisspule betätigt je einen normal offenen, beweglichen Arbeitskontakt RU1, RI1, RP1 und je eine Gruppe von drei Selbsthaltekontakten.RU2, RU3, RU4; RI2, RI3, RI4 bzw. RP2; RP3, RP4. Die Kontakte RU2, RI2 und RP2 sind beweglich und normal offen, während die übrigen Selbsthaltekontakte beweglich und normal geschlossen sind. Zu jedem beweglichen Arbeits- und Selbsthaltekontakt gehört ein fester Kontakt. Der Kollektor jedes Transistors ist ausserdem an je einen der genannten beweglichen, normal offenen Selbsthaltekontakte RU2, RI2, RP2 angeschlossen. Die übrigen Kontakte in den Relaisgruppen sind auf in der Zeichnung gezeigter Weise angeschlossen, d.h. in solcher Weise, dass der Kollektor jedes leitenden Transistors über die Selbsthaltekontakte und die Sammelleitung mit seinem eigenen Emitter kurzgeschlossen werden kann, wodurch das Relais im Kollektorkreis des kurzgeschlossenen Transistors selbsthaltend wird und der Arbeitskontakt (RU1, RI1 oder RP1) dieses Relais das Differenzsignal von dem Vergleicher, der zu dem entsprechenden kurzgeschlossenen Transistor gehört, dem Eingang des polaritätsempfindlichen Verstärkers 14 zuführt. Die Dioden DU, DI, DP, die die'Basis jedes Transistors mit dem entsprechenden beweglichen Arbeitskontakt verbinden, ermöglichen es, dass die entsprechenden Transistoren TU, TI und TP nur leiten können, wenn der zu jedem Transistor gehörende Arbeitskontakt RU1, RI1 und RP1 offen ist.As is apparent from the circuit diagram in Fig. 3, the difference signal fed from each comparator 10, 11, 12 to the base of a transistor TU, TI, TP. In the collector circuit of each transistor there is a relay coil RUS, R'IS, RPS each of a relay RU, RI, RP as well as one light-emitting diode each, which the mentioned mode indicators 18-20 represent. Each relay coil actuates a normally open, movable one Normally open contact RU1, RI1, RP1 and a group of three self-holding contacts each. RU3, RU4; RI2, RI3, RI4 and RP2, respectively; RP3, RP4. The contacts RU2, RI2 and RP2 are movable and normally open, while the remaining self-holding contacts are movable and normally closed are. A fixed contact belongs to every movable working and self-holding contact. The collector of each transistor is also connected to one of the named movable, normally open self-holding contacts RU2, RI2, RP2 connected. The other contacts in the relay groups are connected in the manner shown in the drawing, i.e. in such a way that the collector of each conductive transistor has the self-holding contacts and the bus can be shorted to its own emitter, thereby the relay in the collector circuit of the short-circuited transistor becomes self-holding and the normally open contact (RU1, RI1 or RP1) of this relay receives the differential signal from the comparator belonging to the corresponding short-circuited transistor, the input of the polarity-sensitive amplifier 14 supplies. The diodes DU, DI, DP, which is the base of each transistor with the corresponding moving normally open contact connect, allow the appropriate Transistors TU, TI and TP can only conduct if the normally open contact belonging to each transistor RU1, RI1 and RP1 is open.

Der polaritätsempfindliche Verstärker 14 umfasst zwei Transistoren T1 und T2, in deren Kollektorkreisen je eine Relaisspule je eines Richtungsrelais 25, 26 vorgesehen ist. Jedes Richtungsrelais umfasst einen normal offenen, beweglichen Arbeitskontakt in einem ecnselstromspeisekreis für den Servomotor 15. T1 ist ein Transistor der PNP-Type und T2 ein Transistor der NPN-Type.The polarity sensitive amplifier 14 comprises two transistors T1 and T2, each with a relay coil of a direction relay in their collector circuits 25, 26 is provided. Each directional relay includes a normally open, moving one Normally open contact in a separate power supply circuit for the servomotor 15. T1 is on PNP-type transistor and T2 a NPN-type transistor.

Jeder Emitter ist an die gemeinsame Leitung 24 angeschlossen.Each emitter is connected to the common line 24.

Jede Basis ist an jeden der festen Kontakte der Arbeltskontakte RU1, RI1 und RP1 angeschlossen.Each base is connected to each of the fixed contacts of the Arbelt contacts RU1, RI1 and RP1 connected.

Die Arbeitsweise des Moduswählere 13 wird im folgenden näher erläutert im Anschluss an dessen Verevendung zusammen mit einer Elektrophoresenzelle, deren Gel seine Resistenz von einem anfänglich niedrigen Wert bis zu einem schliesslichen bedeutend höheren Wert ändert.Ehe die konstante Spannungsquelle eingeschaltet wird, werden die maximal zulässigen Werte für Strom, Spannung und Leistung für die gerade angewandte Zelle eingestellt. Danach wird die Spannungsquelle eingeschaltet und alle Vergleicher 10-12 geben eine hohe positive Spannung (durch Zenerdiode auf eta 5V bestimmt) an ihren Ausgängen ab. Keiner der Transistoren TU, TI, TP würde dann stromleitend werden, wenn man nicht im Basiskreis des Transistors TP einen Widerstand R und einen Kondensator Cl eingebaut hätte, wodurch man bei Einschalten einen kurzen Stromimpuls auf der Basis der Transistor TP zuführt, wodurch dieser leitend wird. -Es ist zu bemerken, dass der genannte Widerstand R und der Kondensator C1 ebensogut an einem anderen der Transistoren TU und TI eingebaut sein könnte. Der Zweck der Anordnung von R und C1 ist nur der, einleitend das Leistungsaggregat dazu zu bringen, dass es durch irgendein Differenzsignal gesteuert wird. Der Strom durch den Xollektorkreis des Transistors TP nimmt zu und die Relaisspule betätigt das Relais RP, wobei RP1 und RP2 geschlossen werden und RP3 und RP4 sich öffnen.The operation of the mode selector 13 is explained in more detail below following its use together with an electrophoresis cell whose Gel changes its resistance from an initially low value to an eventual one changes significantly higher value. Before the constant voltage source is switched on, are the maximum allowable values for current, voltage and power for the straight applied cell set. Then the voltage source is switched on and all comparators 10-12 give a high positive voltage (through Zener diode on eta 5V determined) at their outputs. None of the transistors TU, TI, TP would then become conductive if you do not have a resistor in the base circuit of the transistor TP R and a capacitor Cl would have been built in, so that when you turn on a short Current pulse on the base of the transistor TP supplies, making it conductive. Note that said resistor R and capacitor C1 work just as well could be built into another of the transistors TU and TI. The purpose of The arrangement of R and C1 is only that, initially, to get the power unit to that it is controlled by some differential signal. The current through the collector circuit of the transistor TP increases and the relay coil actuates the relay RP, where RP1 and RP2 are closed and RP3 and RP4 open.

Der Kollektorstrom geht dann über RP2, RI3 und RU3 zur Sammelleitung 24, wodurch das Relais RP selbsthaltend wird und TP über den Kollektor und den Emitter kurzgeschlossen wird. Das Differenzsignal von dem Leistungsvergleicher 12 geht dann über RP1 zu Basen der Transistoren m1, 2, von aenen nur T2 leitend wird und das Relais 26 betätigt, wobei der Servomotor sich in einer Richtung dreht, die einer Zunahme der Ausgangsspannung der konstanten Spannungsquelle 1 entspricht. Wenn die Spannung zunimmt, steigt auch der Strom, und das Stromdifferenzsignal nimXml ab.The collector current then goes to the collecting line via RP2, RI3 and RU3 24, making the relay RP latched and TP across the collector and emitter is short-circuited. The difference signal from the power comparator 12 then goes about RP1 too Bases of the transistors m1, 2, of which only T2 is conductive is actuated and the relay 26 is actuated, whereby the servomotor rotates in one direction, which corresponds to an increase in the output voltage of the constant voltage source 1. As the voltage increases, so does the current, and so does the current difference signal nimXml away.

Nach und nach geht das Stromdifferenzsignal durch den Nullwert und wird negativ, d.h. der maximal zulässige Strom ist erreicnt.Gradually the current difference signal goes through the zero value and becomes negative, i.e. the maximum permissible current has been reached.

Hierbei wird die Basis des Transistors T1 negativ, wodurch T1 leitet und dessen Kollektorstrom zunimmt. Die Relaisspule RIS betätigt das Relais RI, RI1 und RI2 werden geschlossen und RI3 und RI4 öffnen sich. Wenn RI3 geöffnet wird, wird die Selbsthaltung für RP unterbrochen und RP fällt ab. RI wird selbsthaltend über RI2, RP3, RU4 und 24, und TI wird kurzgeschlossen. Das Stromdifferenzsignal von dem Stromvergleicher 11 geht über RI1 zu der gemeinsamen Basis für T1 und T2. Wenn das Stromdifferenzsignal positiv werden will, wird T1 leitend und die der Zelle zugeführte Spannung steigt mit zunehmender Resistenz in dem Gel.Here, the base of transistor T1 becomes negative, whereby T1 conducts and its collector current increases. The relay coil RIS operates the relay RI, RI1 and RI2 are closed and RI3 and RI4 open. When RI3 is opened, the self-holding for RP is interrupted and RP drops out. RI becomes self-sustaining via RI2, RP3, RU4 and 24, and TI is short-circuited. The current difference signal from the current comparator 11 goes via RI1 to the common base for T1 and T2. If the current difference signal wants to go positive, T1 becomes conductive and that of the cell applied stress increases with increasing resistance in the gel.

Die Stromzufuhr durch die Zelle liegt daher auf einem konstanten Niveau (= eingestellter Wert).The current supply through the cell is therefore at a constant level (= set value).

Die der Zelle zugeführte Leistung nimmt zu, und nach und nach wird der Punkt erreicht, wo der Istwert für die Leistung mit dem eingestellten Sollwert übereinstimmt. Das bedeutet dass das Leistungsdifferenzsignal von einem positiven zu einem negativen Wert geht, die Basis des Transistors TP sinkt und TP wird leitend. RP wird betätigt und unterbricht die selbsthaltung des Relais RI,wodurch das RP3 sich öffnet. In der gleichen Weise wie vorher wird RP selbsthaltend. Das Leitungsdifferenzsignal geht über RP1 zu der gemeinsamen Basis für T1 und T2. Die Leistungszufuhr zu der Zelle geschieht jetzt bei einem konstanten Niveau für die Leistung. Mit zunehmender Resistenz vermindert sich der Strom und steigt die Spannung. Schliesslich wird der Istwert der Spannung mit dem eingestellten Sollwert der Spannung übereinstimmen, d.h. das Spannungsdifferenzsignal ändert sich von einem positiven zu einem negativen Wert. Jetzt wird die Basis des Transistors TU negativ und TU wird leitend und betätigt das Relais RU. Wenn RU4 geöffnet wird, wird die Selbsthaltung für RP unterbrochen und RP fällt ab. Jetzt wird RU selbsthaltend über R.U2, RP4, RIt und 24. Der Transistor TU wird kurzgeschlossen.The power supplied to the cell increases and gradually becomes reaches the point where the actual value for the power with the set target value matches. That means that the power difference signal from a positive one goes to a negative value, the base of the transistor TP decreases and TP becomes conductive. RP is actuated and interrupts the latching of the relay RI, whereby the RP3 opens. In the same way as before, RP becomes self-holding. The line difference signal goes via RP1 to the common base for T1 and T2. The power supply to the Cell is now happening at a constant level for performance. With increasing Resistance decreases the current and increases the voltage. After all, the The actual value of the voltage correspond to the setpoint value of the voltage, i.e. the voltage difference signal changes from positive to negative Value. Now the base of the transistor TU becomes negative and TU becomes conductive and activated the relay RU. If RU4 is opened, the self-holding for RP is interrupted and RP falls off. Now RU becomes self-holding over R.U2, RP4, RIt and 24. The transistor TU is short-circuited.

Das Spannungsdifferenzsignal von dem Spannungsvergleicher 10 geht über den geschlossenen Kontakt RU1 zu der gemeinsamen Basis für T1 und T2. Die Leistungszufuhr zu der Zelle geschieht jetzt mit konstanter Spannung. Mit zunehmender Resistenz des Gels nimmt der Strom durch die Zelle ab, bis der Vorlauf der Elektrophorese unterbrochen wird. Wenn die konstante Stromquelle abgeschaltet wird, wird C1 sehr schnell durch die Diode D1 entladen.The voltage difference signal from the voltage comparator 10 goes via the closed contact RU1 to the common base for T1 and T2. The power supply to the cell is now done with constant voltage. With increasing resistance of the gel, the current through the cell decreases until the electrophoresis precedes is interrupted. When the constant current source is turned off, C1 becomes very quickly discharged through diode D1.

Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte hervorgehen, dass der Moduswähler automatisch auf eine neuen Regelmodus umschaltet, sobald ein Nulldurchgang in einen der Differenzsignale auftritt.From the description above, it should be understood that the mode selector automatically switches to a new control mode as soon as a zero crossing into a the difference signals occurs.

In diesem neuen Regelungsmodus wird die Grösse, die de:- durch Null gehenden Differenzsignal entspricht, konstant gekalten, bis irgendein anderes Differenzsignal durch Null geht, wobei eine automatische Umschaltung auf einen neuen Regelmodus eintritt, in den die Grösse konstant gehalten wird, die der zuletzt durch Kull gehenden Differenzgrösse entspricht. Die Reihenfolge, in der die verschiedenen Regelungsmoden eintreffen, ist somit nicht von der Kreisschaltung gemäss Fig. 2 abhängig, sondern folgt der ReIhenfolge, in der die Differenzsignale durch Null gehen.In this new control mode, the quantity de: - becomes zero going difference signal, constant cold until some other difference signal goes through zero, with an automatic switchover to a new control mode occurs, in which the size is kept constant, that of the last one going through Kull Difference size corresponds. The order in which the various control modes arrive, is therefore not dependent on the circuit according to FIG. 2, but follows the order in which the difference signals pass through zero.

Wenn man beispielsweise ein Gel verwendet, dessen Resistonz sich von einem anfänglich hohen Wert auf einen abschliessenden niedriger. Wert ändert, wird der Moduswähler in der gleichen Weise wie oben erst den Leistungsmodus einschalten, bis die Spannung auf den maximalen Wert steigt. Dabei wird dann der Spannungsmodus eingeschaltet, der beibehalten wird, bis die Leistung den eingestellten Leistungwert erreicht, wobei ein Uebergang auf den Leistungsmodus geschieht, der beibehalten wird, bis der Iststromwert im wesentlichen gleich dem eingestellten Stromwert wird, wobei ein Uebergang eintrifft zum Strommodus, wenn der Strom konstant beibehalten wird und die Spannung abnimmt.For example, if you use a gel whose resiston is different from an initially high value to a final lower one. Value changes, will the mode selector first switch on the power mode in the same way as above, until the voltage rises to the maximum value. This then becomes the voltage mode switched on, which is maintained until the power reaches the set power value achieved, with a transition to the power mode occurs, which is retained until the actual current value is essentially equal to the set current value, a transition occurs to the current mode when the current is kept constant becomes and the tension decreases.

Eine Finesse des Moduswählersliegt darin, dass alle Sollwertgeber ausser einem auf so hohe Werte eingestellt w@rden @ nen, wie sie währ@nd des Verlaufes der Elektrophorese nicht @ reicht werden. .Der Moduswähler steuert dann die Spannun@squ@lle so, dass diese als eine Konstante Stromquelle, eine konstante Spannungsquelle oder eine konstante Leistungsquelle arbeitet, abhängig davon welches der Differenzsignale durch Null gehen darf.A finesse of the mode selector is that all setpoint generators Except for one, the values would be set to as high as they were during the course electrophoresis will not be sufficient. The mode selector then controls the voltage so, that this is called a constant current source, a constant voltage source or a constant power source works, depending on which of the differential signals go through zero.

Schliesslich ist hervorzuheben, dass die Anzahl der Sollwertgeber, Vergleicher und Wählerstufen (einer der Transistoren TU, TI, TP und die entsprechenden Relais RU, RI, RP) ervreitert werden kann. Beispielsweise ist es möglich, einen Sollwertgeber für die Resistenz der Zelle, eine Divisionsvorrichtung zur Bildung der Istresistenz der Zelle, einen Resistenzvergleicher sovrie einen "Resistenz"-Transistor, der ein "Resistenz"-Relais betätigt, einzuführen. Der "Resistenz"-Transistor und das zugehörige Relais und Leuchtdiode werden in den Moduswähler entsprechenderweise wie die Transistoren TU, TP, TI und die Relais RU, RP, RI eingeschaltet. Es ist dann möglich, beispielsweise den Verlauf der tlektrephorese zu unterbrechen, wenn die Resistenz den eingestellten Sollwert erreicht. Wenn die Leuchtdiode für Resistenz leuchtet, schaltet die Bedienungsperson das Leistungsaggregat 1 ab. Es ist auch möglich, die Abschaltung des Leistungsaggregates automatisch mit Hilfe von gebräuchlichen elektronischen, elektromechanischen oder optischen ifreisen in Abhängigkeit von dem Eintritt des Leitungszustandes bei dem "Resistenz"-Transistor durclzutführen .Finally, it should be emphasized that the number of setpoint generators, Comparator and selector stages (one of the transistors TU, TI, TP and the corresponding Relay RU, RI, RP) can be widened. For example, it is possible to use a Setpoint generator for the resistance of the cell, a division device for formation the resistance of the cell, a resistance comparator and a "resistance" transistor, that actuates a "resistance" relay. The "resistance" transistor and the associated relay and light emitting diode are in the mode selector accordingly as the transistors TU, TP, TI and the relays RU, RP, RI are switched on. It is then possible, for example, to interrupt the course of the tlectrephoresis, if the resistance reaches the set target value. When the light emitting diode for resistance lights up, the operator switches off the power unit 1. It is also possible, the shutdown of the power unit automatically with the help of common electronic, electromechanical or optical travel depending on when the conduction state occurs at the "resistance" transistor .

Claims

PATENTAK PRINTS

1. Procedure for regulating the power supply to a slektrephoresis cell, whose resistance changes during the course of electrophoresis, characterized in that that at least three reference voltages are formed, each of which is desired Setpoint value for the cell to be supplied current, voltage and power correspond to that at least three voltages are formed, each of which is supplied to the actual value for the cell Current, voltage and power correspond to that, a continuous comparison of each Setpoint with the corresponding actual value to form a differential signal according to current, voltage and power is carried out that the power supply to the cell In a first, predetermined control mode is regulated, wherein under this control mode, a first, previously determined differential signal as the regulating Size is used for the Lelstungszufuhr and as soon as one of the difference signals-by Nüll goes, an automatic switchover occurs to a control mode under which the said difference signal is used as a regulating variable for the power supply is, with the automatic switching depending on the passage of a the difference signals is carried out by zero.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first preselected differential voltage is chosen that corresponds to the power.

3. The method according to claim 2, in the event that the resistance of the electrophoresis cell from an initially low value to a final one very high value changes, characterized in that the regulation of the power supply in the first control mode using the power difference signal as a regulating Size takes place until the difference signal, which corresponds to the current, due to the increased Resistance of the gel goes through zero that regulating the power delivery to the Cell automatically afterwards switched to the other control mode below which the difference signal, which corresponds to the current, is used as the regulating variable is used until the difference signal corresponding to the power is due to a Increasing the resistance of the cell by zero goes that the regulation of the power supply the cell is then automatically switched back to the first control mode, until the difference signal corresponding to the separation due to the increase in resistance the cell goes through zero that regulating the power supply to the cell after that automatically switched to the third control mode, under which the aer voltage corresponding difference signal as a regulating variable until the course of the Electrophoresis is used.

4. Arrangement for carrying out the method according to one of the preceding Claims, characterized by a constant voltage source (1) with two to the Electrodes of the cell connected outputs (2, 3) and with an input arrangement to control the size of the output voltage from the constant voltage source, at least three separate organs (6, 7, 8), preferably potentiometers or the like. To form of one voltage each, which is the nominal value of the voltage to be supplied to the cell, Corresponds to current and power, a voltage sensing element connected to one output (4) to form the actual value of the voltage, one connected to the other output Current sensing element (5) for forming the actual value of the current, a and multiplier (9) connected to the current sensing elements for forming the actual value the performance, first, second and third comparison organs (10, 11, 12) for comparison each setpoint with the corresponding actual value for the formation of corresponding difference signals, a mode selector organ (13) with at least three inputs, each of which is connected to an output the comparison organs are connected, and with an exit at which one of the @ Mode selector organ selected and passed Differenszig @ al is present, an amplifier device connected to the output of the mode selector (14) for amplifying the reference signal passed by the mode selector, and a servomotor (1 5) connected to the output of the amplifier for regulation the input arrangement of the constant voltage source depending on the polarity of the output signal from the amplifier.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the mode selector Transistors (TU, TI uA TP) includes, in each of their collector circuits a relay coil one relay each (RÜ, RI, RP) is switched on, which relay coils each have a movable, Operate normally open normally open contact (RU1, RI1, RP1) and a group of three movable self-holding contacts (RU2-4, RI2-4, RP2-4), of which the first (RU2, RI2, RP2) normally open and connected to the collectors of the respective transistor is and the rest of which are normally closed sina, the bases of these transistors each to the output of a comparison process (10, 11, 12) via diodes (DU, DI, D2) as well as are connected to a normally open contact (RU1, Ril, RP1), and the The emitters of the transistors are connected to a common bus line (24), to which also at least one of the remaining self-holding contacts in each group (RU2-4, RI2-4, EP2-4) or via the self-holding contacts in other groups is connectable.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that between the base and collector electrodes in one of the transistors (TP) a resistor (R) and a capacitor (C1) is switched on, whereby the mode selector is switched on of the constant current generator is made to adopt the first @odus.

7. The arrangement nack claim 6, characterized in that g @ indicates that said Resistor (R) and capacitor (C1) on the Transistor switched on whose base is connected to the output of the @ ei @@ ungs comparator (12).

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the amplifier arrangement (14) a first transistor (T1) of a line type and a second transistor (T2) of the opposite line type, the bases of these transistors connected directly to each other and to each of the fixed working contacts (RU1, RI1, RP1) are and the emitters of these transistors (T1, T2) directly with each other and with the common bus (24) are connected and the collectors of the transistors (T1, T2) each connected to a relay coil of a direction relay (25, 26) are, which belongs to each liner direction of rotation of the servomotor (15).

9. Arrangement according to claim 6, characterized in that a one ers @ en (RP) of the mentioned relays the first, fixed self-holding contact to the second, Movable self-holding contact (RI3) in another (RI) of the said relays connected, the second, movable self-holding contact (RI3) to the first, fixed self-holding contact of the other (RI) is connected, the second, fixed @ self-holding contact connected to the third, fixed self-holding contact of the remaining third relay (RU) is, the third, movable self-holding contact (RP4) to the first, fixed self-holding contact of the third relay is connected and the third fixed self-holding contact is on the third, fixed self-holding contact of the second relay (RI) is connected, that in the other relay (RI) the second, fixed self-holding contact to the second, fixed self-holding contact of the third relay (RU) is connected, and the third, Movable self-holding contact (RI4) on the one hand the collecting line (24) and on the other hand the third, movable self-holding contact (RU4) of the third relay is connected, and that in the third relay (RU) the second, movable self-holding contact (RU3) is connected to the collecting line (24).

10. Arrangement @@ claim 9, characterized in that the output shaft the servomotor (15) is mechanically coupled to the shaft of the potentiometer, with the help of which the output voltage of the constant voltage source (1) is changed.

11. The arrangement according to claim 10, characterized in that in the Collector circuit of each transistor (TU, TI, TP) in the mode selector a light-emitting diode is switched on.