DE102018204178B3 - Coaxial line, measuring arrangement and method for measuring a torsion of a coaxial line - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Koaxialleitung angegeben, welche als Torsionssensor ausgebildet ist und hierzu einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, wobei zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ein Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist, wobei der Innenleiter und der Außenleiter in einem Abstand voneinander beabstandet sind, wobei sich aufgrund des Abstands und des Dielektrikums eine Impedanz ergibt, wobei der Außenleiter verformbar ist, sodass eine Torsion zu einer Verformung des Außenleiters führt und somit zu einer Änderung des Abstands sowie zu einer Änderung der Impedanz. Weiter werden eine Messanordnung mit einer solchen Koaxialleitung sowie ein Verfahren zur Messung der Torsion einer solchen Koaxialleitung angegeben.It is specified a coaxial line, which is designed as a torsion sensor and for this purpose has an inner conductor and an outer conductor, wherein between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric is arranged, wherein the inner conductor and the outer conductor at a distance from each other are, wherein due to the distance and the dielectric an impedance results, wherein the outer conductor is deformable, so that a torsion leads to a deformation of the outer conductor and thus to a change of the distance and to a change in the impedance. Next, a measuring arrangement with such a coaxial line and a method for measuring the torsion of such a coaxial line are given.

Description

Die Erfindung betrifft eine Koaxialleitung, eine Messanordnung mit einer solchen Koaxialleitung sowie ein Verfahren zur Messung der Torsion einer entsprechenden KoaxialleitungThe invention relates to a coaxial line, a measuring arrangement with such a coaxial line and a method for measuring the torsion of a corresponding coaxial line

Eine Koaxialleitung weist allgemein einen Innenleiter auf sowie einen Außenleiter, welcher um den Innenleiter herum angeordnet ist. Eine solche Koaxialleitung findet beispielsweise Verwendung als Signalleitung oder zur Datenübertragung.A coaxial line generally includes an inner conductor and an outer conductor disposed about the inner conductor. Such a coaxial line is used, for example, as a signal line or for data transmission.

Je nach Anwendungsgebiet ist die Koaxialleitung mehr oder weniger mechanischen Belastungen ausgesetzt. Besonders groß sind diese Belastungen, wenn die Koaxialleitung zwei zueinander bewegliche Komponenten, insbesondere Maschinenteile verbindet, beispielsweise einzelne Elemente eines Roboterarms. Typische mechanische Belastungen im Betrieb sind dann Zug- und Streckbelastungen, Biegebelastungen und Torsionsbelastungen, also Belastung durch Verdrehen. Häufig treten die Belastungen wiederkehrend auf, sodass über die Zeit betrachtet die Koaxialleitung mitunter verschleißt und möglicherweise sogar zerstört wird. Beispiele für eine Zerstörung sind ein Bruch des Innen- oder Außenleiters. In jedem Fall besteht die Gefahr von Leistungseinbußen, d.h. die Leitung erfüllt die vorgesehene Aufgabe nicht mehr oder nicht mehr vollständig.Depending on the field of application, the coaxial line is exposed to more or less mechanical loads. These loads are particularly great when the coaxial line connects two mutually movable components, in particular machine parts, for example, individual elements of a robot arm. Typical mechanical loads in operation are then tensile and elongated loads, bending loads and torsional loads, ie load by twisting. Frequently, the loads occur recurrently, so over time considered the coaxial line sometimes wears out and may even be destroyed. Examples of destruction include breakage of the inner or outer conductor. In any case, there is a risk of performance degradation, i. the line no longer fulfills the intended task or no longer completely.

Analog zur mechanischen Belastung einer Koaxialleitung selbst ergeben sich entsprechende Belastungen auch allgemein für ähnlich langgestreckte, elastische oder bewegliche und bewegte Verbindungsteile, welche zwei zueinander bewegliche Komponenten verbinden. Beispiele für solche Verbindungsteile sind Schläuche, sonstige Medienführungen, Energieführungsketten, Federn oder dergleichen. Auch solche Teile verschleißen aufgrund der vorgenannten Belastungen. Eine Zerstörung oder zumindest eine Beschädigung speziell einer Koaxialleitung und allgemein eines bewegten Verbindungsteils führen meistens zu einem Funktionsausfall des betroffenen Systems, weshalb es wünschenswert ist, einen entsprechenden Verschleiß vorzeitig zu erkennen.Analogous to the mechanical loading of a coaxial line itself, corresponding loads also generally result for similarly elongated, elastic or movable and moving connecting parts which connect two mutually movable components. Examples of such connecting parts are hoses, other media guides, cable drag chains, springs or the like. Even such parts wear due to the aforementioned loads. Destruction or at least damage especially a coaxial line and generally a moving connection part usually lead to a malfunction of the affected system, which is why it is desirable to prematurely detect a corresponding wear.

In der nachveröffentlichten DE 10 2017 212 460 A1 wird eine Sensorleitung zum Detektieren eines äußeren Einflusses auf ein Kabel beschrieben. Hierbei wird eine Kapazitätsmessung von formveränderbaren Dielektrika ausgenutzt.In the post-published DE 10 2017 212 460 A1 For example, a sensor line for detecting an external influence on a cable will be described. In this case, a capacitance measurement of form-variable dielectrics is utilized.

In der DE 10 2016 210 615 A1 wird eine Sensorleitung zur Torsionsmessung beschrieben. Die Sensorleitung weist ein Leiterpaar auf, mit einer Kapazität, welche gemessen wird, um die Torsion zu bestimmen.In the DE 10 2016 210 615 A1 a sensor cable for torsion measurement is described. The sensor line has a pair of conductors with a capacitance which is measured to determine the torsion.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Koaxialleitung anzugeben, welche als Torsionssensor ausgebildet ist und mittels welcher eine Torsion messbar ist. Die Torsion soll dabei insbesondere nicht lediglich lokal, sondern gerade entlang eines langgestreckten Verlaufs der Leitung messbar sein. Außerdem soll die Torsion nicht lediglich einmalig, sondern wiederkehrend messbar sein. Die Torsion soll zudem während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Koaxialleitung, d.h. im Betrieb entsprechend messbar sein. Weiterhin sollen eine Messanordnung mit einer solchen Koaxialleitung sowie ein Verfahren zur Messung einer Torsion einer solchen Koaxialleitung angegeben werden.Against this background, it is an object of the invention to provide a coaxial line, which is designed as a torsion sensor and by means of which a torsion is measurable. In particular, the torsion should be measurable not only locally but straight along an elongate course of the conduit. In addition, the torsion should not be measurable only once, but recurrently. The torsion should also during the intended use of the coaxial line, i. be measurable accordingly during operation. Furthermore, a measuring arrangement with such a coaxial line and a method for measuring a torsion of such a coaxial line are to be specified.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Koaxialleitung, welche als Torsionssensor ausgebildet ist und hierzu einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, wobei zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ein Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist, wobei der Innenleiter und der Außenleiter in einem Abstand voneinander beabstandet sind, wobei sich aufgrund des Abstands und des Dielektrikums eine Impedanz ergibt, wobei der Außenleiter verformbar ist, sodass eine Torsion zu einer Verformung des Außenleiters führt und somit zu einer Änderung des Abstands sowie zu einer Änderung der Impedanz. Bevorzugt ist ergänzend auch das Dielektrikum verformbar. Bei dem Dielektrikum handelt es allgemein um einen Festkörper und insbesondere um einen vorzugsweise elastisch verformbaren Festkörper.The object is achieved by a coaxial line, which is designed as a torsion sensor and this has an inner conductor and an outer conductor, wherein between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric is arranged, wherein the inner conductor and the outer conductor in one Spaced apart, resulting in an impedance due to the distance and the dielectric, wherein the outer conductor is deformable, so that a torsion leads to a deformation of the outer conductor and thus to a change in the distance and to a change in impedance. Preferably, the dielectric is additionally deformable. The dielectric is generally a solid and in particular a preferably elastically deformable solid.

Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch eine Messanordnung, welche eine Koaxialleitung und eine Messeinheit aufweist, wobei die Koaxialleitung als Torsionssensor ausgebildet ist und hierzu einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, wobei zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ein Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist, wobei der Innenleiter und der Außenleiter in einem Abstand voneinander beabstandet sind, wobei sich aufgrund des Abstands und des Dielektrikums eine Impedanz ergibt, wobei der Außenleiter verformbar ist, sodass eine Torsion zu einer Verformung des Außenleiters führt und somit zu einer Änderung des Abstands sowie zu einer Änderung der Impedanz, wobei die Messeinheit ausgebildet ist zur Messung der Impedanz der Leitung, wobei die Leitung einen Anschluss aufweist, zum Anschließen an die Messeinheit.Furthermore, the object is achieved by a measuring arrangement, which has a coaxial line and a measuring unit, wherein the coaxial line is designed as a torsion sensor and for this purpose has an inner conductor and an outer conductor, wherein between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric arranged is, wherein the inner conductor and the outer conductor in one Spaced apart, which results in an impedance due to the distance and the dielectric, wherein the outer conductor is deformable, so that a torsion leads to a deformation of the outer conductor and thus to a change in the distance and a change in impedance, wherein the measuring unit formed is for measuring the impedance of the line, the line having a terminal for connection to the measuring unit.

Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Messung einer Torsion einer Koaxialleitung, wobei die Koaxialleitung als Torsionssensor ausgebildet ist und hierzu einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, wobei zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ein Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist, wobei der Innenleiter und der Außenleiter in einem Abstand voneinander beabstandet sind, wobei sich aufgrund des Abstands und des Dielektrikums eine Impedanz ergibt, wobei der Außenleiter verformbar ist, sodass eine Torsion zu einer Verformung des Außenleiters führt und somit zu einer Änderung des Abstands sowie zu einer Änderung der Impedanz, wobei zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter eine Impedanz gemessen wird und wobei eine Torsion der Koaxialleitung festgestellt wird, falls sich die Impedanz ändert.In addition, the object is achieved by a method for measuring a torsion of a coaxial line, wherein the coaxial line is designed as a torsion sensor and for this purpose has an inner conductor and an outer conductor, wherein between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric is arranged, wherein the inner conductor and the outer conductor are spaced apart at a distance, resulting in an impedance due to the distance and the dielectric, wherein the outer conductor is deformable, so that a torsion leads to a deformation of the outer conductor and thus to a change in the distance and to a Changing the impedance, wherein an impedance is measured between the inner conductor and the outer conductor and wherein a torsion of the coaxial line is detected, if the impedance changes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen bezüglich der Koaxialleitung sinngemäß auch für die Messanordnung sowie für das Verfahren und umgekehrt.Advantageous embodiments, developments and variants are the subject of the dependent claims. The statements regarding the coaxial line apply mutatis mutandis to the measuring arrangement and for the process and vice versa.

Die Koaxialleitung ist als ein Torsionssensor ausgebildet, d.h. die Koaxialleitung selbst ist als Sensor konzipiert und nicht lediglich eine Signalleitung für einen separaten Sensor. Die Koaxialleitung wird daher auch als Torsionssensor bezeichnet. Die Koaxialleitung wird kurz auch lediglich als Leitung bezeichnet. Aufgrund der langgestreckten Ausgestaltung geeignet sich die Koaxialleitung dann insbesondere zur Torsionsmessung entlang der Koaxialleitung, also gerade nicht zur lediglich punktweisen Messung einer Torsion. Mittels der Koaxialleitung ist demnach eine Torsion messbar. Dabei wird die Torsion der Koaxialleitung selbst gemessen, also deren eigene Torsion oder Eigentorsion. Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung wird die Koaxialleitung selbst also tordiert, d.h. verdreht und unterliegt einer Torsion, welche dann mittels der Leitung gemessen wird. Zur Torsionsmessung weist die Koaxialleitung einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist. Der Innenleiter und der Außenleiter werden allgemein auch lediglich als Leiter bezeichnet. Die Leiter bestehen jeweils insbesondere vollständig aus einem elektrisch leitenden Material, z.B. Aluminium oder Kupfer. Der Innenleiter ist beispielsweise als massiver Einzeldraht oder alternativ als Litzenleiter ausgebildet. Der Innenleiter weist insbesondere einen Leiterquerschnitt im Bereich von 0,3mm2 bis 1mm2 auf. Der Außenleiter ist insbesondere kreisrund ausgebildet. Der Außenleiter umgibt den Innenleiter insbesondere vollumfänglich. Der Innenleiter und der Außenleiter sind konzentrisch angeordnet, d.h. der Außenleiter umschließt einen Innenraum, welcher ein Zentrum aufweist, in welchem der Innenleiter angeordnet ist.The coaxial line is designed as a torsion sensor, ie the coaxial line itself is designed as a sensor and not just a signal line for a separate sensor. The coaxial line is therefore also referred to as a torsion sensor. The coaxial line is briefly referred to simply as a line. Due to the elongated configuration, the coaxial line is then suitable in particular for torsion measurement along the coaxial line, ie not just for pointwise measurement of a torsion. Accordingly, a torsion can be measured by means of the coaxial line. The torsion of the coaxial line itself is measured, ie their own torsion or Eigenorsion. When used as intended, the coaxial line itself is thus twisted, ie twisted and subject to a torsion, which is then measured by means of the line. For torsion measurement, the coaxial line has an inner conductor and an outer conductor. The inner conductor and the outer conductor are also generally referred to merely as conductors. In particular, the conductors consist entirely of an electrically conductive material, for example aluminum or copper. The inner conductor is formed, for example, as a solid single wire or alternatively as a stranded conductor. The inner conductor has in particular a conductor cross section in the range of 0.3 mm 2 to 1 mm 2 . The outer conductor is in particular circular. The outer conductor surrounds the inner conductor in particular fully. The inner conductor and the outer conductor are arranged concentrically, ie the outer conductor encloses an inner space, which has a center, in which the inner conductor is arranged.

Die Koaxialleitung dient vorzugsweise auch als Datenleitung, d.h. als Leitung zur Datenübertragung, insbesondere zur Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung bei Frequenzen oberhalb von 10 GHz. Zur Datenübertragung wird an den Innenleiter ein Signal angelegt. Der Außenleiter dient dann insbesondere als Nullleiter.The coaxial line preferably also serves as a data line, i. as a line for data transmission, in particular for high-speed data transmission at frequencies above 10 GHz. For data transmission, a signal is applied to the inner conductor. The outer conductor then serves in particular as neutral.

Zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ist ein Zwischenraum ausgebildet, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist. Das Dielektrikum stützt den Außenleiter insbesondere ab. Hierbei liegt das Dielektrikum sowohl am Innenleiter als auch am Außenleiter an. Das Dielektrikum füllt den Zwischenraum nicht notwendigerweise vollständig aus. Das Dielektrikum beabstandet den Außenleiter vom Innenleiter, sodass der Innenleiter und der Außenleiter in einem bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind. Insbesondere ist in einem Grundzustand, d.h. in einem torsionsfreien Zustand der Abstand ausgehend vom Innenleiter entlang der gesamten Koaxialleitung konstant. Aufgrund des Abstands und des Dielektrikums ergibt sich eine bestimmte Impedanz, welche als Impedanz zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter gemessen ist.Between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric is arranged. The dielectric supports the outer conductor in particular. In this case, the dielectric is applied both to the inner conductor and to the outer conductor. The dielectric does not necessarily completely fill the gap. The dielectric spaces the outer conductor from the inner conductor such that the inner conductor and the outer conductor are spaced a certain distance apart. In particular, in a ground state, i. in a torsion-free state, the distance from the inner conductor along the entire coaxial line constant. Due to the distance and the dielectric results in a certain impedance, which is measured as impedance between the inner conductor and the outer conductor.

Wesentlich ist nun, dass der Außenleiter verformbar ist. Bei einer Torsion der Koaxialleitung wird dann der Außenleiter verformt und dadurch dessen Abstand zum Innenleiter verändert. Der Außenleiter ist also derart ausgebildet, dass sich dieser bei einer Torsion der Koaxialleitung verformt und der Abstand zum Innenleiter verändert wird. Durch den veränderten Abstand wird auch die Impedanz verändert. Diese Änderung ist messbar und wird vorteilhaft gemessen, um daraus nachfolgend die Torsion der Koaxialleitung zu bestimmen. Auf diese Weise ist vorteilhaft eine Torsion von beispielsweise 90° auf 10cm Länge gut messbar.It is essential that the outer conductor is deformable. In a torsion of the coaxial then the outer conductor is deformed and thereby changed its distance from the inner conductor. The outer conductor is thus formed such that it deforms during a torsion of the coaxial line and the distance to the inner conductor is changed. The changed distance also changes the impedance. This change is measurable and is advantageously measured in order to subsequently determine the torsion of the coaxial line. In this way, a torsion of, for example, 90 ° to 10 cm in length is advantageously measurable.

Ein Kerngedanke der Erfindung besteht somit insbesondere darin, eine Verformung des Außenleiters absichtlich zu ermöglichen und auf diese Weise eine Impedanzänderung zwecks Torsionsmessung zu begünstigen. Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen Koaxialleitungen, bei welcher der Außenleiter bzw. die Einheit aus Außenleiter und Dielektrikum vergleichsweise steif sein soll, um auch bei mechanischer Belastung einen möglichst festen Abstand des Außenleiters zum Innenleiter einzuhalten. Von entsprechender Bedeutung ist das Zusammenwirken des Außenleiters mit dem Dielektrikum, welches den Außenleiter vorteilhaft stützt und somit in unbelastetem Zustand in Form hält, jedoch bei einer Torsionsbelastung eine Verformung des Außenleiters zulässt. Vorzugsweise ist entsprechend auch das Dielektrikum verformbar, sodass dieses bei einer Torsionsbelastung ebenfalls nachgibt. Eine Torsion der Koaxialleitung führt somit insgesamt zu einer Geometrieänderung, insbesondere im Querschnitt zur Längsrichtung betrachtet. Der Innenleiter ist jedoch vorzugsweise nicht derart verformbar.A core idea of the invention is therefore in particular to deliberately allow a deformation of the outer conductor and in this way to favor an impedance change for the purpose of torsion measurement. This is in contrast to conventional coaxial cables, in which the outer conductor or the unit of outer conductor and dielectric should be relatively stiff in order to maintain a fixed distance as possible between the outer conductor and the inner conductor even under mechanical load. Of corresponding importance is the interaction of the outer conductor with the dielectric, which advantageously supports the outer conductor and thus holds in the unloaded state in the form, but allows for a torsional load deformation of the outer conductor. Preferably, accordingly, the dielectric is deformable, so that it also gives in at a torsional load. A torsion of the coaxial line thus leads overall to a change in geometry, in particular when viewed in cross section with respect to the longitudinal direction. However, the inner conductor is preferably not deformable.

Der Außenleiter ist als ein Geflecht ausgebildet. Der Außenleiter ist somit ein Geflechtschirm. Das Geflecht ist insbesondere aus einer Vielzahl von Einzelelementen, insbesondere Einzeldrähten zusammengesetzt. Zudem weist das Geflecht bevorzugterweise einen Geflechtwinkel auf, welcher wenigstens 25° beträgt, bevorzugt wenigstens 45°. Der Geflechtwinkel gibt an, in welchem Winkel bezüglich der Längsachse die Einzelelemente angestellt sind. Durch den Geflechtwinkel ergibt sich ein insgesamt helixartiger oder auch schraubenlinienförmiger Verlauf der Einzelelemente um den Innenleiter und das Dielektrikum herum. Ein größerer Geflechtwinkel führt also auf gleicher Länge zu mehr Umläufen eines Einzelelements um den Innenleiter herum. Typischerweise werden geringere Geflechtwinkel als oben angegeben verwendet, um den Außenleiter besonders stabil auszubilden. Vorliegend ist jedoch eine starke Verformbarkeit explizit gewünscht, weshalb entsprechend ein besonders großer Geflechtwinkel von wenigstens 25°, bevorzugt wenigstens 45° gewählt wird. Bei einem solch hohen Geflechtwinkel führt eine Torsion der Koaxialleitung zu einer besonders starken Verformung, insbesondere Komprimierung und somit einer entsprechend gut messbaren Impedanzänderung. Grundsätzlich ist der Geflechtwinkel nach oben hin nicht beschränkt, bevorzugt beträgt der Geflechtwinkel jedoch höchstens 80°.The outer conductor is formed as a mesh. The outer conductor is thus a braid shield. The braid is composed in particular of a plurality of individual elements, in particular individual wires. In addition, the mesh shows Preferably, a braid angle which is at least 25 °, preferably at least 45 °. The braid angle indicates in which angle with respect to the longitudinal axis, the individual elements are employed. Due to the braid angle results in an overall helical or helical course of the individual elements around the inner conductor and the dielectric around. A larger braid angle thus leads to the same length to more revolutions of a single element around the inner conductor. Typically, lower braid angles than those given above are used to make the outer conductor particularly stable. In the present case, however, a high deformability is explicitly desired, which is why a particularly large braid angle of at least 25 °, preferably at least 45 °, is selected. With such a high braid angle torsion of the coaxial leads to a particularly strong deformation, in particular compression and thus a correspondingly well measurable impedance change. Basically, the braid angle is not limited to the top, but preferably the braid angle is at most 80 °.

Vorliegend ist der Außenleiter als ein Geflecht vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet und zusätzlich sind in den Außenleiter eine Anzahl von Verstärkungselementen eingearbeitet, insbesondere eingeflochten, sodass der Außenleiter reversibel verformbar ist. Hierdurch ist auf besonders einfache Weise eine wiederkehrende Messung der Torsion ermöglicht, denn der Außenleiter nimmt automatisch wieder die Form des Grundzustands ein, sobald die Torsionsbelastung nachlässt. Die Verstärkungselemente verhindern vorteilhaft ein Verknicken, d.h. eine irreversible Verformung der Einzelelemente.In the present case, the outer conductor is preferably designed as a braid as described above, and in addition a number of reinforcing elements are incorporated into the outer conductor, in particular interwoven, so that the outer conductor is reversibly deformable. As a result, a recurrent measurement of the torsion is possible in a particularly simple manner, because the outer conductor automatically resumes the shape of the ground state as soon as the torsional load subsides. The reinforcing elements advantageously prevent buckling, i. an irreversible deformation of the individual elements.

Zudem weisen die Verstärkungselemente vorteilhaft eine Stützwirkung auf, welche den Außenleiter im unbelasteten Zustand in Form hält. Die Verstärkungselemente wirken hierbei also als Stützelemente. Besonders bevorzugt sind Verstärkungselemente, welche eine möglichst geringe Dehnung aufweisen, d.h. nicht dehnbar sind. Darunter wird verstanden, dass die Verstärkungselemente eine Dehnung von weniger als 1% aufweisen, vorzugsweise weniger als 0,1%. Durch die fehlende Dehnbarkeit der Verstärkungselemente wird auch die Verformung des Außenleiters insofern vorteilhaft unterstützt, als dass bei einer Torsion die Verstärkungselemente und somit der gesamte Außenleiter in radialer Richtung und insbesondere nach innen hin ausweichen und gerade nicht lediglich auseinandergezogen werden.In addition, the reinforcing elements advantageously have a supporting effect, which keeps the outer conductor in the unloaded state in shape. The reinforcing elements thus act as support elements. Particularly preferred are reinforcing elements which have the lowest possible elongation, i. are not stretchy. By this is meant that the reinforcing elements have an elongation of less than 1%, preferably less than 0.1%. Due to the lack of extensibility of the reinforcing elements, the deformation of the outer conductor is advantageously supported insofar as in a torsion, the reinforcing elements and thus the entire outer conductor in the radial direction and in particular dodge towards the inside and not just pulled apart.

Die Verstärkungselemente sind beispielsweise als Fasern, Drähte oder Fäden ausgebildet und allgemein bevorzugt als langgestreckte Filamente, welche sich jeweils insbesondere entlang der gesamten Koaxialleitung erstrecken. Ein jeweiliges Verstärkungselement ersetzt dann beispielsweise eines der Einzelelemente des Geflechts. Alternativ oder zusätzlich sind die Verstärkungselemente zusätzlich in das Geflecht eingearbeitet. Zweckmäßigerweise verlaufen die Verstärkungselemente in demselben Geflechtwinkel wie die Einzelelemente.The reinforcing elements are formed, for example, as fibers, wires or filaments, and generally preferred as elongated filaments, each extending in particular along the entire coaxial line. A respective reinforcing element then replaces, for example, one of the individual elements of the braid. Alternatively or additionally, the reinforcing elements are additionally incorporated in the braid. Conveniently, the reinforcing elements extend in the same braid angle as the individual elements.

Besonders geeignet sind Verstärkungselemente, welche als Fasern ausgebildet sind und aus Aramid bestehen. Aramid weist eine besonders hohe Zugfestigkeit auf und zeichnet sich weiterhin durch eine besonders geringe Dehnung aus.Particularly suitable are reinforcing elements, which are formed as fibers and consist of aramid. Aramid has a particularly high tensile strength and is characterized by a particularly low elongation.

Vorzugsweise ist das Dielektrikum reversibel verformbar und insbesondere reversibel komprimierbar. Das Dielektrikum ist vorzugsweise elastisch. Bei einem Nachlassen der Torsion kehrt das Dielektrikum somit vorteilhaft in eine Grundform zurück und stellt dabei aufgrund der Stützwirkung vorteilhafterweise auch eine Grundform des Außenleiters wieder her. Durch die Verwendung eines reversibel verformbaren Dielektrikums lässt sich dann auf einfache Weise eine Torsion mehrmalig oder wiederkehrend in gleicher Weise messen. Bezüglich der reversiblen Verformbarkeit gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem reversibel verformbaren Außenleiter analog auch für das Dielektrikum und umgekehrt.Preferably, the dielectric is reversibly deformable and in particular reversibly compressible. The dielectric is preferably elastic. Upon a decrease in the torsion, the dielectric thus advantageously returns to a basic shape and advantageously restores a basic shape of the outer conductor due to the supporting action. By using a reversibly deformable dielectric, a torsion can then be measured in a simple manner repeatedly or repeatedly in the same way. With regard to the reversible deformability, the statements in connection with the reversibly deformable outer conductor also apply analogously to the dielectric and vice versa.

Ein besonders geeignetes Material für das Dielektrikum ist ein thermoplastischer Kautschuk, kurz als TPV bezeichnet. Alternativ ist auch Polyurethan, kurz PUR besonders geeignet.A particularly suitable material for the dielectric is a thermoplastic rubber, referred to as TPV for short. Alternatively, polyurethane, short PUR is particularly suitable.

Alternativ oder zusätzlich ist das Dielektrikum irreversibel verformbar. Dies ist insofern mit der vorgenannten reversibel verformbaren Ausgestaltung kombinierbar, als dass in einer geeigneten Variante das Dielektrikum dann abschnittsweise, z.B. längsabschnittsweise reversibel und irreversibel verformbar ist. Auf einem ersten Abschnitt ist das Dielektrikum dann reversibel verformbar und auf einem zweiten Abschnitt irreversibel verformbar. Auch eine lediglich teilweise Rückstellung ist denkbar und geeignet. Unter einer irreversiblen Verformung wird eine Verformung verstanden, welcher dauerhaft ist und somit bei Wegfall der Torsion bestehen bleibt. Dadurch ist eine Torsion vorteilhaft auch noch nachträglich und in nicht tordiertem Zustand festellbar. Ein besonders geeignetes Material für das Dielektrikum besonders in diesem Zusammenhang ist Polyethylen, kurz PE.Alternatively or additionally, the dielectric is irreversibly deformable. This can be combined with the abovementioned reversibly deformable embodiment insofar as, in a suitable variant, the dielectric is then applied in sections, e.g. longitudinally reversible and irreversibly deformable. On a first section, the dielectric is then reversibly deformable and irreversibly deformable on a second section. Even a partial provision is conceivable and suitable. An irreversible deformation is understood to mean a deformation which is permanent and thus remains when the torsion ceases. As a result, a torsion is advantageous even subsequently and in not twisted state fastened. A particularly suitable material for the dielectric especially in this context is polyethylene, PE for short.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Dielektrikum als ein Profilteil ausgebildet. Ein Profilteil zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dieses in Längsrichtung betrachtet einen unveränderten Querschnitt aufweist, also an jeder Längsposition den gleichen Querschnitt aufweist. Das Profilteil weist ein Zentrum auf, in welchem der Innenleiter angeordnet ist und welches den Innenleiter insbesondere vollumfänglich umschließt. Das Profilteil weist einen Außenbereich auf, welcher um das Zentrum herum angeordnet ist. In den Außenbereich ist eine Anzahl von Hohlräumen eingebracht. Von der Formulierung „eine Anzahl von“ ist auch eine Ausgestaltung mit lediglich einem einzelnen Hohlraum umfasst. Die Hohlräume sind insbesondere leer, also leere Hohlräumen, d.h. in den Hohlräumen sind keine weiteren Materialien oder Leitungskomponenten angeordnet. Die Hohlräume dienen insbesondere als Ausweichvolumen für das Dielektrikum bei einer Verformung. Die Hohlräume werden auch als Kammern bezeichnet. Die Hohlräume weisen vorzugsweise makroskopische Abmessungen auf, d.h. insbesondere jeweils einen Durchmesser von wenigstens 1 mm, bevorzugt von wenigstens 5mm. Aufgrund der Hohlräume füllt das Dielektrikum den Zwischenraum vorzugsweise wenigstens zu 10% und höchstens zu 50% aus.In a particularly preferred embodiment, the dielectric is formed as a profile part. A profile part is characterized in particular by the fact that viewed in the longitudinal direction has an unchanged cross-section, ie at each longitudinal position has the same cross-section. The profile part has a center in which the inner conductor is arranged and which surrounds the inner conductor in particular in full circumference. The profile part has an outer area which surrounds the Center is arranged around. In the outdoor area a number of cavities is introduced. The term "a number of" also includes a configuration with only a single cavity. The cavities are in particular empty, ie empty cavities, ie no further materials or line components are arranged in the cavities. The cavities serve in particular as evasion volumes for the dielectric during a deformation. The cavities are also referred to as chambers. The cavities preferably have macroscopic dimensions, ie in particular each have a diameter of at least 1 mm, preferably of at least 5 mm. Due to the cavities, the dielectric preferably fills the gap at least 10% and at most 50%.

Das Profilteil ist entweder massiv ausgebildet oder aus einem geschäumten Material hergestellt. Als geschäumtes Material ist insbesondere verzelltes Polyurethan geeignet.The profile part is either solid or made of a foamed material. As a foamed material, in particular decalcified polyurethane is suitable.

Die Ausgestaltung mit Hohlräumen eignet sich vorteilhaft auch zur Erkennung eines Medieneinbruchs. Bei einem Einbruch eines Mediums, z.B. Wasser, dringt dieses in die Hohlräume führt dort zu einer veränderten relativen Permittivität. Dies führt wiederum zu einer Änderung der Impedanz, welche entsprechend messbar ist und vorzugsweise auch hierzu gemessen wird. In einer solchen Ausgestaltung ist die Koaxialleitung zusätzlich zur Ausgestaltung als Torsionssensor auch als Mediensensor ausgebildet.The configuration with cavities is also advantageous for detecting a media break-in. In the event of a break in a medium, e.g. Water, this penetrates into the cavities leads there to an altered relative permittivity. This in turn leads to a change in the impedance, which can be measured accordingly and preferably also measured for this purpose. In such an embodiment, the coaxial line is designed in addition to the configuration as a torsion sensor as a media sensor.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Dielektrikum als ein als ein Profilteil ausgebildet, welches ein Kreuzprofil ist. Die obigen Ausführungen zum Profilteil gelten sinngemäß auch für das spezielle Kreuzprofil. Das Profilteil weist also ein Zentrum auf, welches den Innenleiter umgibt, und einen Außenbereich, welcher nun mehrere Flügel aufweist. Die Flügel erstrecken sich ausgehend vom Zentrum nach außen und in Richtung des Außenleiters, also insbesondere in radialer Richtung. Vorzugsweise reichen die Flügel dabei bis an den Außenleiter heran und entfalten somit eine vorteilhafte Stützwirkung. Vorzugsweise sind die Flügel nach außen hin verjüngt ausgebildet und hierzu insbesondere im Querschnitt betrachtet dreieckig. Vorzugsweise sind drei bis 10 Flügel ausgebildet, besonders bevorzugt sind 4 Flügel ausgebildet. Die Flügel sind insbesondere gleichartig ausgebildet. Die Flügel sind insbesondere symmetrisch um das Zentrum herum verteilt angeordnet, sodass die Flügel den Zwischenraum in Umfangsrichtung in entsprechend viele gleichgroße Sektoren unterteilen. Die Flügel sind entweder jeweils durchgängig ausgebildet, sodass die einzelnen Sektoren untereinander nicht verbunden, sondern voneinander getrennt sind. Alternativ sind die Flügel abschnittsweise unterbrochen oder weisen Durchgangslöcher auf, sodass die Sektoren untereinander verbunden sind und beispielsweise ein Medium, welches in einen der Sektoren eintritt auch in die anderen Sektoren gelangen kann.In a particularly expedient embodiment, the dielectric is formed as a profile part, which is a cross profile. The above comments on the profile part apply mutatis mutandis to the special cross profile. The profile part thus has a center, which surrounds the inner conductor, and an outer area, which now has a plurality of wings. The wings extend from the center to the outside and in the direction of the outer conductor, ie in particular in the radial direction. The wings preferably extend as far as the outer conductor and thus develop an advantageous supporting effect. Preferably, the wings are tapered towards the outside and this considered in particular triangular in cross section. Preferably, three to 10 wings are formed, more preferably 4 wings are formed. The wings are particularly similar. In particular, the wings are arranged distributed symmetrically around the center, so that the wings divide the gap in the circumferential direction into a corresponding number of sectors of equal size. The wings are either formed continuously, so that the individual sectors are not connected to each other, but separated. Alternatively, the wings are interrupted in sections or have through holes, so that the sectors are interconnected and, for example, a medium which enters one of the sectors can also enter the other sectors.

Alternativ oder zusätzlich füllt das Dielektrikum den Zwischenraum vollständig aus. Das Dielektrikum ist hierbei insbesondere als ein Vollteil ausgebildet. Dies ist insofern mit der vorgenannten Ausgestaltung als ein Profilteil kombinierbar, als dass in einer geeigneten Variante das Dielektrikum dann abschnittsweise, z.B. längsabschnittsweise als Profilteil und als ein Vollteil ausgestaltet ist. Auf einem ersten Abschnitt ist das Dielektrikum dann als ein Profilteil ausgebildet und auf einem zweiten Abschnitt als ein Vollteil. Zur vollständigen Ausfüllung des Zwischenraums ist das Dielektrikum insbesondere ringförmig. In einer geeigneten Ausgestaltung ist das Dielektrikum aus einem geschäumten Material hergestellt. Als geschäumtes Material eignet sich insbesondere verzelltes Polyurethan. Im Gegensatz zu einem Profilteil mit Hohlräumen wie oben beschrieben wird unter einem geschäumten Material ein Material verstanden, welches eine Vielzahl von Löcher mit vergleichsweise kleinen Abmessungen aufweist, d.h. insbesondere Löcher mit einem Durchmesser von weniger als 1mm, bevorzugt weniger als 0,2mm. Bei einem geschäumten Material sind die Löcher zudem üblicherweise unterschiedlich groß. Ein geschäumtes Dielektrikum weist den Vorteil auf, dass ein solches besonders gut verformbar ist. Grundsätzlich ist aber demgegenüber auch ein Massivteil aus einem verformbaren Material denkbar und geeignet.Alternatively or additionally, the dielectric completely fills the interspace. The dielectric is in this case designed in particular as a full part. This can be combined with the abovementioned embodiment as a profile part insofar as, in a suitable variant, the dielectric is then sectionally, e.g. longitudinal sections as a profile part and as a full part is designed. On a first section, the dielectric is then formed as a profile part and on a second section as a full part. For complete filling of the gap, the dielectric is in particular annular. In a suitable embodiment, the dielectric is made of a foamed material. The foamed material is in particular decalcified polyurethane. In contrast to a profiled part having cavities as described above, a foamed material is understood to mean a material having a plurality of holes of comparatively small dimensions, i. in particular holes with a diameter of less than 1mm, preferably less than 0.2mm. In addition, in a foamed material, the holes are usually different sizes. A foamed dielectric has the advantage that such is particularly well deformable. In principle, however, a solid part of a deformable material is also conceivable and suitable.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Koaxialleitung eine Messeinheit auf, welche zur Messung der Impedanz zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ausgebildet ist. Die Messeinheit wird insbesondere auch als Messelektronik bezeichnet. Die Messeinheit ist also in die Koaxialleitung integriert, sodass diese entsprechend eine intelligente Koaxialleitung ist, welche ausgebildet ist, ihre eigene Torsion zu messen und vorzugsweise auch auszugeben. Die Messeinheit ist hierzu geeigneterweise derart ausgebildet, dass diese zunächst die Impedanz zwischen den beiden Leitern insbesondere wiederkehrend und vorzugsweise kontinuierlich misst und dann aus der Impedanz die Torsion ableitet. Alternativ wird einfach die gemessene Impedanz ausgegeben.In an expedient refinement, the coaxial line has a measuring unit which is designed to measure the impedance between the inner conductor and the outer conductor. The measuring unit is also referred to as measuring electronics in particular. The measuring unit is thus integrated in the coaxial line, so that it is accordingly an intelligent coaxial line, which is designed to measure its own torsion and preferably to output. For this purpose, the measuring unit is suitably designed such that it initially measures the impedance between the two conductors, in particular recurring and preferably continuously, and then derives the torsion from the impedance. Alternatively, the measured impedance is simply output.

Die bisher beschriebenen Konzepte für die Koaxialleitung sind insbesondere sowohl zur Messung der Stärke der Torsion als auch zur Messung der Position der Torsion geeignet. Die Stärke wird zweckmäßigerweise direkt durch die Erfassung der betragsmäßigen Änderung der Impedanz ermittelt. Die Position ergibt sich durch bei einer lediglich lokalen Torsion als entsprechend lediglich lokale Impedanzänderung. Eine Positionsmessung erfolgt in einer geeigneten Ausgestaltung mittels Zeitbereichsreflektometrie, kurz TDR (d.h. time domain reflectometry) oder mittels eines vektoriellen Netzwerkanalysators, kurz VNA. Besonders bevorzugt ist jedoch ein Messverfahren wie in der WO 2017/216061 A1 beschrieben, insbesondere dort auch S.2 Z.19 bis S.3 Z.28. Bei diesem Messverfahren werden mit einer bestimmten Taktrate Messpulse in die Leitung eingespeist. Die Messpulse werden reflektiert und propagieren dann in Gegenrichtung, sodass sich an bestimmten Stellen eine Überlagerung von gegenläufigen Messpulsen ergibt. Diese Überlagerung ist abhängig von der Impedanz der Koaxialleitung und wird dann ermittelt, um ebenjene Impedanz zu messen. Bei einer Torsion der Koaxialleitung insgesamt ergibt sich eine Impedanzänderung, welche zu einem Laufzeitunterschied führt und entsprechend die Überlagerung der Messpulse an einem festen, d.h. vorgegebenen Messpunkt ändert. Eine lediglich lokale Torsion führt zu einer lokalen Impedanzänderung, an welcher die Messpulse reflektiert werden, sodass sich auch hier ein Laufzeitunterschied gibt, welcher die Überlagerung an einem festen Messpunkt beeinflusst. Vorzugsweise ist die Messeinheit zur Durchführung dieses Messverfahrens ausgebildet.The concepts described above for the coaxial line are particularly suitable both for measuring the strength of the torsion and for measuring the position of the torsion. The strength is expediently determined directly by the detection of the change in the magnitude of the impedance. The position results from only a local torsion as corresponding only local Impedance change. A position measurement takes place in a suitable embodiment by means of time domain reflectometry, TDR for short (ie time domain reflectometry) or by means of a vectorial network analyzer, VNA for short. However, particularly preferred is a measuring method as in WO 2017/216061 A1 described, in particular there also S.2 Z.19 to S.3 Z.28. In this measuring method, measuring pulses are fed into the line at a specific clock rate. The measuring pulses are reflected and then propagate in the opposite direction, so that at certain points a superimposition of opposing measuring pulses results. This superposition is dependent on the impedance of the coaxial line and is then determined to measure that same impedance. In the case of a torsion of the coaxial line as a whole, an impedance change results, which leads to a transit time difference and correspondingly changes the superposition of the measuring pulses at a fixed, ie predetermined measuring point. A merely local torsion leads to a local impedance change, at which the measuring pulses are reflected, so that there is also a time difference, which influences the superposition at a fixed measuring point. Preferably, the measuring unit is designed to carry out this measuring method.

Alternativ hierzu wird ein Messverfahren eingesetzt, wie es in der zum Anmeldezeitpunkt noch unveröffentlichten internationalen Anmeldung der Anmelderin vom 30.10.2017 mit dem Aktenzeichen PCT/EP 2017/077828 beschrieben ist. Deren Offenbarungsgehalt, insbesondere deren Ansprüche (mit zugehörigen Erläuterungen) werden hiermit ausdrücklich mit in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen. Speziell wird Bezug genommen auf die Ansprüche 1,2, 6,7 und 12 mit den zugehörigen Ausführungen speziell auf Seiten 5/6 sowie 8/9. Hierbei werden im Zuge eines Messzyklus mehrere Einzelmessungen durchgeführt, wobei pro Einzelmessung ein Messpuls eingespeist wird, wobei bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Spannungs-Schwellwerts (am Einspeiseort) infolge des reflektierten Signalanteils ein Stoppsignal erzeugt wird, eine Laufzeit zwischen dem Einspeisen des Messsignals und dem Stoppsignal ermittelt wird und der Spannungs-Schwellwert zwischen den Einzelmessungen verändert wird.Alternatively, a measuring method is used, as described in the applicant's International Application of 30.10.2017 with the file number PCT / EP 2017/077828, which is still unpublished at the time of application. Their disclosure content, in particular their claims (with accompanying explanations) are hereby expressly included in the present application. Specifically, reference is made to claims 1, 2, 6, 7 and 12 with the associated explanations specifically on pages 5/6 and 8/9. Here, in the course of a measurement cycle, a plurality of individual measurements are performed, wherein a measurement pulse is fed per individual measurement, wherein when a predetermined voltage threshold (at the feed) is exceeded due to the reflected signal component, a stop signal is generated, a transit time between the feeding of the measurement signal and the stop signal is determined and the voltage threshold between the individual measurements is changed.

Zu jeder Einzelmessung wird daher genau ein Stoppsignal erzeugt. Eine weitergehende Auswertung des reflektierten Signals erfolgt nicht. Aufgrund des zwischen den Einzelmessungen veränderten Schwellwerts werden unterschiedliche Störstellen, welche somit zu unterschiedlich hohen Amplituden bei der Reflektion führen - durch die unterschiedlichen Laufzeiten insbesondere auch örtlich aufgelöst erfasst.Therefore, exactly one stop signal is generated for each individual measurement. A further evaluation of the reflected signal does not take place. Due to the changed between the individual measurements threshold different impurities, which thus lead to different high amplitudes in the reflection - detected by the different maturities in particular also locally resolved.

Durch die Vielzahl der Einzelmessungen werden daher allgemein zu unterschiedlichen definierten Schwellwerten die Laufzeiten (Stoppsignale) der reflektierten Anteile erfasst. Insofern kann dieses Verfahren als ein spannungsdiskretes Zeitmessverfahren angesehen werden. Die Zahl der Einzelmessungen liegt dabei bevorzugt über 10, weiter bevorzugt über 20 oder auch über 50 und beispielsweise bis zu 100 oder auch mehr Einzelmessungen. Aus der Vielzahl dieser Einzelmessungen wird also eine Vielzahl von Stoppsignalen ermittelt, die zeitlich verteilt angeordnet sind. Die Vielzahl der Stoppsignale in Verbindung mit den Schwellwerten gibt daher näherungsweise den tatsächlichen Signalverlauf des eingespeisten Messsignals und der reflektierten Anteile wieder. Zweckdienlicher Weise wird aus diesen Stoppsignalen der tatsächliche Signalverlauf für ein eingespeistes und am Leistungsende reflektiertes Messsignal beispielsweise durch einen mathematischen Kurvenfit approximiert.Due to the large number of individual measurements, therefore, the transit times (stop signals) of the reflected components are generally detected at different defined threshold values. In this respect, this method can be regarded as a voltage-discrete timing method. The number of individual measurements is preferably more than 10, more preferably more than 20 or even more than 50 and, for example, up to 100 or even more individual measurements. From the large number of these individual measurements, therefore, a plurality of stop signals are determined, which are arranged distributed in time. The plurality of stop signals in conjunction with the threshold values therefore approximately represent the actual signal course of the injected measurement signal and the reflected components. Conveniently, from these stop signals, the actual waveform for a fed and reflected at the power end measurement signal, for example, approximated by a mathematical Kurvenfit.

Die zuvor genannte Messanordnung weist eine Koaxialleitung wie vorstehend beschrieben auf sowie eine Messeinheit wie vorstehend beschrieben. Zum Anschließen an die Messeinheit weist die Koaxialleitung in einer geeigneten Ausgestaltung einen Anschluss auf, z.B. einen Stecker, welcher mit dem Innenleiter und dem Außenleiter verbunden ist. Beim Messen ist die Koaxialleitung mittels des Anschlusses an die Messeinheit angeschlossen. Die Messung und Auswertung erfolgen somit vorteilhaft überwiegend außerhalb der eigentlichen Koaxialleitung. Die obigen Ausführungen zur Koaxialleitung mit einer Messeinheit sind sinngemäß auch auf die Messanordnung mit einer Koaxialleitung und einer Messeinheit, welche dann außerhalb der Koaxialleitung angeordnet ist, anwendbar.The aforementioned measuring arrangement has a coaxial line as described above and a measuring unit as described above. For connection to the measuring unit, the coaxial line in a suitable embodiment has a connection, e.g. a plug which is connected to the inner conductor and the outer conductor. When measuring, the coaxial cable is connected to the measuring unit by means of the connection. The measurement and evaluation are thus advantageously predominantly outside the actual coaxial line. The above statements on the coaxial line with a measuring unit are mutatis mutandis applicable to the measuring arrangement with a coaxial line and a measuring unit, which is then arranged outside the coaxial line.

In einer geeigneten Variante dient die Messeinheit lediglich zur Einspeisung eines Messsignals, wohingegen eine Auswertung separat von der Messeinheit in einer Auswerteeinheit erfolgt. Die Auswerteeinheit ist dabei ein Teil der Messanordnung, jedoch insbesondere räumlich getrennt von der Koaxialleitung und der Messeinheit angeordnet. In einer Variante ist die Messeinheit in die Auswerteeinheit integriert oder umgekehrt. Die Auswerteeinheit und die Messeinheit sind beispielsweise über eine Drahtlosverbindung miteinander verbunden. Die Auswerteeinheit und die Messeinheit sind beispielsweise über das Internet miteinander verbunden. Die Auswerteeinheit ist in einer geeigneten Variante als eine zentrale Auswerteeinheit ausgebildet, zur Überwachung mehrerer Koaxialleitungen. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit ein Server, welche eine Auswertung des Sensorparameters als einen Cloud-Service bereitstellt.In a suitable variant, the measuring unit serves merely to supply a measuring signal, whereas an evaluation takes place separately from the measuring unit in an evaluation unit. The evaluation unit is a part of the measuring arrangement, but in particular arranged spatially separated from the coaxial line and the measuring unit. In one variant, the measuring unit is integrated in the evaluation unit or vice versa. The evaluation unit and the measuring unit are connected to each other, for example via a wireless connection. The evaluation unit and the measuring unit are connected to each other, for example via the Internet. The evaluation unit is designed in a suitable variant as a central evaluation unit for monitoring a plurality of coaxial lines. Preferably, the evaluation unit is a server, which provides an evaluation of the sensor parameter as a cloud service.

Insbesondere wird die Aufgabe auch gelöst durch die Verwendung einer Koaxialleitung wie vorstehend beschrieben als ein Torsionssensor. In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung wird die Koaxialleitung zusätzlich auch als Mediensensor wie oben beschrieben verwendet. Die Koaxialleitung wird in einer ersten Variante separat verwendet, in einer zweiten Variante ist die Koaxialleitung in ein langgestrecktes Verbindungsteil integriert. Allgemein ist die Koaxialleitung derart angeordnet, dass diese sich zwischen zwei zueinander beweglichen Komponenten erstreckt und diese insbesondere miteinander verbindet. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch wird die Koaxialleitung insbesondere tordiert, beispielsweise indem sich die beiden Verbindungsteile relativ zueinander drehen.In particular, the object is also achieved by the use of a coaxial line as described above as a torsion sensor. In a particularly expedient development, the coaxial line is additionally used as a media sensor as described above. The coaxial line is used separately in a first variant, in a second variant, the coaxial line is integrated into an elongated connecting part. In general, the coaxial line is arranged such that it extends between two mutually movable components and in particular connects them together. When used as intended, the coaxial cable is twisted in particular, for example by the two connecting parts rotate relative to each other.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeig jeweils schematisch:

  • 1 eine Koaxialleitung in einer Querschnittansicht,
  • 2 einen Außenleiter der Koaxialleitung aus 1 in einer Seitenansicht.
An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. In each case schematically show:
  • 1 a coaxial line in a cross-sectional view,
  • 2 an outer conductor of the coaxial line 1 in a side view.

In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Koaxialleitung 2 gezeigt. Diese erstreckt sich generell in einer Längsrichtung L. Die Koaxialleitung 2 ist zugleich als Torsionssensor ausgebildet. Die Koaxialleitung 2 weist einen Innenleiter 4 und einen Außenleiter 6 auf. Der Außenleiter 6 ist vorliegend kreisrund ausgebildet und umgibt den Innenleiter 4 vollumfänglich. Der Innenleiter 4 und der Außenleiter 6 sind in 1 konzentrisch angeordnet. Zwischen dem Außenleiter 6 und dem Innenleiter 4 ist ein Zwischenraum R ausgebildet, in welchem ein Dielektrikum 8 angeordnet ist. Das Dielektrikum 8 stützt den Außenleiter 6 ab und liegt sowohl am Innenleiter 4 als auch am Außenleiter 6 an. Das Dielektrikum 8 beabstandet den Außenleiter 6 vom Innenleiter 4, sodass zwischen diesen ein Abstand A ausgebildet ist. Die gesamte Anordnung ist von einem nicht näher bezeichneten Außenmantel umgeben.In 1 is a preferred embodiment of a coaxial line 2 shown. This generally extends in a longitudinal direction L , The coaxial line 2 is also designed as a torsion sensor. The coaxial line 2 has an inner conductor 4 and an outer conductor 6 on. The outer conductor 6 is presently circular and surrounds the inner conductor 4 full. The inner conductor 4 and the outer conductor 6 are in 1 arranged concentrically. Between the outer conductor 6 and the inner conductor 4 is a gap R formed in which a dielectric 8th is arranged. The dielectric 8th supports the outer conductor 6 from and lies both on the inner conductor 4 as well as on the outer conductor 6 on. The dielectric 8th separates the outer conductor 6 from the inner conductor 4 so that a distance A is formed between them. The entire arrangement is surrounded by an unspecified outer sheath.

In 1 ist ein Grundzustand der Koaxialleitung 2 gezeigt, d.h. die Koaxialleitung 2 ist in einem torsionsfreien Zustand. Aufgrund des Abstands A und des Dielektrikums 8 ergibt sich eine bestimmte Impedanz, welche gemessen wird, um eine Torsion der Koaxialleitung 2 festzustellen. Hierzu ist der Außenleiter 6 verformbar, sodass dieser bei einer Torsion verformt und dadurch der Abstand A zum Innenleiter 4 verändert wird. Durch den veränderten Abstand A wird auch die Impedanz verändert, welche gemessen wird, um daraus nachfolgend die Torsion der Koaxialleitung 2 zu bestimmen.In 1 is a ground state of the coaxial line 2 shown, ie the coaxial line 2 is in a torsion-free state. Due to the distance A and the dielectric 8th a certain impedance, which is measured, results in a torsion of the coaxial line 2 determine. For this purpose, the outer conductor 6 deformable so that it deforms during a torsion and thus the distance A to the inner conductor 4 is changed. Due to the changed distance A The impedance is also changed, which is subsequently measured, resulting in the torsion of the coaxial line 2 to determine.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Außenleiter 6 dadurch verformbar, dass dieser als ein Geflecht ausgebildet ist. Der Außenleiter 6 ist somit ein Geflechtschirm. Zur Verdeutlichung des Geflechts und dessen Struktur ist der Außenleiter 6 in 2 stark schematisiert in einer Seitenansicht gezeigt. Das Geflecht ist aus einer Vielzahl von Einzelelementen 10 zusammengesetzt, welche hier Einzeldrähte sind. Das Geflecht weist einen Geflechtwinkel G auf, welcher wie in 2 gezeigt bezüglich der Längsrichtung gemessen ist und wenigstens 25° beträgt. Durch den vorliegend großen Geflechtwinkel G ergeben sich auf einer bestimmten Länge besonders viele Umläufe eines jeweiligen Einzelelements 10 um den Innenleiter 4 herum.In the embodiment shown, the outer conductor 6 deformable in that it is formed as a braid. The outer conductor 6 is thus a braid screen. To clarify the mesh and its structure is the outer conductor 6 in 2 shown very schematically in a side view. The mesh is made of a variety of individual elements 10 composed, which here are single wires. The braid has a braid angle G on, which as in 2 shown with respect to the longitudinal direction and is at least 25 °. Due to the present large braid angle G arise over a certain length particularly many rounds of a particular single element 10 around the inner conductor 4 around.

Zusätzlich zu den Einzelelementen 10 sind mehrere Verstärkungselemente 12 in den Außenleiter 6 eingeflochten, sodass der Außenleiter 6 reversibel verformbar ist. Die Verstärkungselemente 12 dienen auch als Stützelemente, welche den Außenleiter 6 im unbelasteten Zustand, d.h. im Grundzustand in Form halten. Die Verstärkungselemente 12 verlaufen in demselben Geflechtwinkel G wie die Einzelelemente 10. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind Verstärkungselemente 12 als Fasern ausgebildet und bestehen aus Aramid, welches eine besonders hohe Zugfestigkeit aufweist und sich durch eine besonders geringe Dehnung auszeichnet.In addition to the individual elements 10 are several reinforcing elements 12 into the outer conductor 6 interwoven, so that the outer conductor 6 is reversibly deformable. The reinforcing elements 12 also serve as support elements which the outer conductor 6 in the unloaded state, ie keep in shape in the ground state. The reinforcing elements 12 run in the same braid angle G like the individual elements 10 , In the embodiment shown are reinforcing elements 12 formed as fibers and consist of aramid, which has a particularly high tensile strength and is characterized by a particularly low elongation.

Das Dielektrikum 8 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Polyurethan. In einer nicht gezeugten Variante besteht das Dielektrikum 8 aus einem thermoplastischen Kautschuk. In diesen Varianten ist das Dielektrikum 8 insbesondere reversibel verformbar und kehrt bei Nachlassen der Torsion in den Grundzustand zurück. In einer nicht gezeigten Alternative besteht das Dielektrikum 8 aus Polyethylen und ist allgemein und ist irreversibel verformbar. In weiteren Varianten besteht das Dielektrikum 8 aus anderen Materialien.The dielectric 8th consists in the embodiment shown of polyurethane. In a non-generated variant, the dielectric exists 8th from a thermoplastic rubber. In these variants, the dielectric is 8th in particular reversibly deformable and returns to the ground state upon release of the torsion. In an alternative, not shown, there is the dielectric 8th made of polyethylene and is general and is irreversibly deformable. In other variants, the dielectric exists 8th from other materials.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Dielektrikum 8 als ein Profilteil ausgebildet. Dieses weist ein Zentrum 14 auf, in welchem der Innenleiter 4 angeordnet ist und welches den Innenleiter 4 insbesondere vollumfänglich umschließt. Das Profilteil weist weiter einen Außenbereich auf, welcher ringförmig um das Zentrum 14 herum angeordnet ist und in welchen eine Anzahl von hier vier Hohlräumen 18 eingebracht ist. Die Hohlräume 18 sind vorliegend leer und dienen insbesondere als Ausweichvolumen für das Dielektrikum 8 bei einer Verformung. Die Hohlräume 18 weisen vorliegend jeweils einen Durchmesser von wenigstens 1mm auf und machen den überwiegenden Teil des Außenbereichs aus.In the embodiment shown, the dielectric 8th designed as a profile part. This has a center 14 on, in which the inner conductor 4 is arranged and which the inner conductor 4 in particular completely encloses. The profile part further has an outer area, which is annular around the center 14 is arranged around and in which a number of four cavities here 18 is introduced. The cavities 18 are presently empty and serve in particular as evasive volume for the dielectric 8th at a deformation. The cavities 18 In the present case, each have a diameter of at least 1 mm and make up the majority of the exterior area.

Die Hohlräume 18 eignen sich auch zur Erkennung eines Medieneinbruchs, bei welchem ein Medium, z.B. Wasser in die Hohlräume 18 eindringt und dort zu einer veränderten relativen Permittivität führt. Dies führt wiederum zu einer Änderung der Impedanz, welche entsprechend messbar ist. Die Koaxialleitung 2 ist somit zusätzlich auch als Mediensensor ausgebildet.The cavities 18 are also suitable for detecting a media collapse, in which a medium, for example water in the cavities 18 penetrates and leads there to an altered relative permittivity. This in turn leads to a change in the impedance, which can be measured accordingly. The coaxial line 2 is thus additionally designed as a media sensor.

Wie aus 1 deutlich erkennbar ist, ist das Dielektrikum 8 im gezeigten Ausführungsbeispiel als speziell ein als ein Kreuzprofil ausgebildet. Der Außenbereich weist mehrere, hier vier Flügel 20 auf, welche sich ausgehend vom Zentrum 14 nach außen und in Richtung des Außenleiters 6 erstrecken und bis an diesen heranreichen. Die Flügel 20 sind nach außen hin verjüngt ausgebildet und im Querschnitt betrachtet dreieckig. Die Flügel 20 sind symmetrisch um das Zentrum 14 herum verteilt angeordnet und unterteilen den Zwischenraum R in Umfangsrichtung in entsprechend viele, hier vier gleichgroße Sektoren, nämlich die Hohlräume 18.How out 1 clearly recognizable is the dielectric 8th formed in the embodiment shown as a special as a cross profile. The outdoor area has several, here four wings 20 on which starting from the center 14 to the outside and in the direction of the outer conductor 6 extend and reach to this point. The wings 20 are tapered towards the outside and considered triangular in cross-section. The wings 20 are symmetrical around the center 14 distributed around and divide the space R in the circumferential direction in a corresponding number, here four equally sized sectors, namely the cavities 18 ,

In einer nicht gezeigten Variante füllt das Dielektrikum 8 den Zwischenraum R dagegen vollständig aus und ist dann als ein Vollteil ausgebildet.In a variant not shown, the dielectric fills 8th on the other hand, the gap R completely off and is then formed as a full part.

Zusätzlich ist in 1 eine Messeinheit 22 gezeigt. Die Koaxialleitung 2 bildet mit der Messeinheit 22 eine Messanordnung. In einer Variante ist die Messeinheit 22 in die Koaxialleitung 2 integriert. Die Messeinheit 22 ist ausgebildet zur Messung der Impedanz zwischen dem Innenleiter 4 und dem Außenleiter 6 und mit diesen in nicht dargestellter Weise entsprechend verbunden.Additionally is in 1 a measurement unit 22 shown. The coaxial line 2 forms with the measuring unit 22 a measuring arrangement. In one variant is the measuring unit 22 in the coaxial line 2 integrated. The measuring unit 22 is designed to measure the impedance between the inner conductor 4 and the outer conductor 6 and associated with these in a manner not shown accordingly.

Claims (11)

Koaxialleitung, welche als Torsionssensor ausgebildet ist und hierzu einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, - wobei zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ein Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist, - wobei der Innenleiter und der Außenleiter in einem Abstand voneinander beabstandet sind, - wobei sich aufgrund des Abstands und des Dielektrikums eine Impedanz ergibt, - wobei der Außenleiter verformbar ist, sodass eine Torsion zu einer Verformung des Außenleiters führt und somit zu einer Änderung des Abstands sowie zu einer Änderung der Impedanz, - wobei der Außenleiter als ein Geflecht ausgebildet ist und wobei in den Außenleiter eine Anzahl von Verstärkungselementen eingearbeitet ist, sodass der Außenleiter reversibel verformbar ist.Coaxial line, which is designed as a torsion sensor and this has an inner conductor and an outer conductor, wherein between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric is arranged, wherein the inner conductor and the outer conductor are spaced apart at a distance, wherein an impedance results due to the distance and the dielectric, wherein the outer conductor is deformable, so that a torsion leads to a deformation of the outer conductor and thus to a change in the distance and to a change in the impedance, - Wherein the outer conductor is formed as a braid and wherein in the outer conductor, a number of reinforcing elements is incorporated, so that the outer conductor is reversibly deformable. Koaxialleitung nach Anspruch 1, wobei der Außenleiter als ein Geflecht ausgebildet ist und wobei das Geflecht einen Geflechtwinkel aufweist, welcher wenigstens 25° beträgt, bevorzugt wenigstens 45°.Coaxial line to Claim 1 wherein the outer conductor is formed as a braid and wherein the braid has a braid angle which is at least 25 °, preferably at least 45 °. Koaxialleitung nach Anspruch 2, wobei die Verstärkungselemente als Fasern ausgebildet sind und aus Aramid bestehen.Coaxial line to Claim 2 wherein the reinforcing elements are formed as fibers and consist of aramid. Koaxialleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dielektrikum reversibel verformbar ist.Coaxial cable to one of the Claims 1 to 3 , wherein the dielectric is reversibly deformable. Koaxialleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dielektrikum irreversibel verformbar ist, sodass eine Torsion auch noch nachträglich und in nicht tordiertem Zustand festellbar ist.Coaxial cable to one of the Claims 1 to 3 , wherein the dielectric is irreversibly deformable, so that a torsion is still detectable later and in non-twisted state. Koaxialleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei das Dielektrikum als ein Profilteil ausgebildet ist, - wobei das Profilteil ein Zentrum aufweist, in welchem der Innenleiter angeordnet ist, - wobei das Profilteil einen Außenbereich aufweist, in welchen eine Anzahl von Hohlräumen eingebracht ist.Coaxial cable to one of the Claims 1 to 5 , - wherein the dielectric is formed as a profile part, - wherein the profile part has a center, in which the inner conductor is arranged, - wherein the profile part has an outer area, in which a number of cavities is introduced. Koaxialleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei das Dielektrikum als ein Profilteil ausgebildet ist, welches ein Kreuzprofil ist, - wobei das Profilteil ein Zentrum aufweist, welches den Innenleiter umgibt, - wobei das Profilteil einen Außenbereich aufweist, mit mehreren Flügeln, welche sich ausgehend vom Zentrum nach außen und in Richtung des Außenleiters erstrecken.Coaxial cable to one of the Claims 1 to 5 - wherein the dielectric is formed as a profile part, which is a cross profile, - wherein the profile part has a center which surrounds the inner conductor, - wherein the profile part has an outer area, with a plurality of wings, which, starting from the center to the outside and in Extend direction of the outer conductor. Koaxialleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Dielektrikum den Zwischenraum vollständig ausfüllt.Coaxial cable to one of the Claims 1 to 7 , wherein the dielectric completely fills the gap. Koaxialleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei diese eine Messeinheit aufweist, welche zur Messung der Impedanz zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ausgebildet ist.Coaxial cable to one of the Claims 1 to 8th wherein it has a measuring unit which is designed to measure the impedance between the inner conductor and the outer conductor. Messanordnung, welche eine Koaxialleitung und eine Messeinheit aufweist, - wobei die Koaxialleitung als Torsionssensor ausgebildet ist und hierzu einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, - wobei zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ein Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist, - wobei der Innenleiter und der Außenleiter in einem Abstand voneinander beabstandet sind, - wobei sich aufgrund des Abstands und des Dielektrikums eine Impedanz ergibt, - wobei der Außenleiter verformbar ist, sodass eine Torsion zu einer Verformung des Außenleiters führt und somit zu einer Änderung des Abstands sowie zu einer Änderung der Impedanz, - wobei der Außenleiter als ein Geflecht ausgebildet ist und wobei in den Außenleiter eine Anzahl von Verstärkungselementen eingearbeitet ist, sodass der Außenleiter reversibel verformbar ist, - wobei die Messeinheit ausgebildet ist zur Messung der Impedanz der Leitung, - wobei die Leitung einen Anschluss aufweist, zum Anschließen an die Messeinheit.Measuring arrangement, which has a coaxial line and a measuring unit, - wherein the coaxial line is designed as a torsion sensor and this has an inner conductor and an outer conductor, - wherein between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric is arranged, - Inner conductor and the outer conductor are spaced apart at a distance, - resulting in an impedance due to the distance and the dielectric, - wherein the outer conductor is deformable, so that a torsion leads to a deformation of the outer conductor and thus to a change in the distance and a Changing the impedance, - wherein the outer conductor is formed as a braid and wherein in the outer conductor, a number of reinforcing elements is incorporated, so that the outer conductor is reversibly deformable, - wherein the measuring unit is designed to measure the impedance of the line, - the conduit having a terminal for connection to the measuring unit. Verfahren zur Messung einer Torsion einer Koaxialleitung, - wobei die Koaxialleitung als Torsionssensor ausgebildet ist und hierzu einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, - wobei zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter ein Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem ein Dielektrikum angeordnet ist, - wobei der Innenleiter und der Außenleiter in einem Abstand voneinander beabstandet sind, - wobei sich aufgrund des Abstands und des Dielektrikums eine Impedanz ergibt, - wobei der Außenleiter verformbar ist, sodass eine Torsion zu einer Verformung des Außenleiters führt und somit zu einer Änderung des Abstands sowie zu einer Änderung der Impedanz, - wobei der Außenleiter als ein Geflecht ausgebildet ist und wobei in den Außenleiter eine Anzahl von Verstärkungselementen eingearbeitet ist, sodass der Außenleiter reversibel verformbar ist, - wobei zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter eine Impedanz gemessen wird und wobei eine Torsion der Koaxialleitung festgestellt wird, falls sich die Impedanz ändert.Method for measuring a torsion of a coaxial line, - The coaxial line is designed as a torsion sensor and this has an inner conductor and an outer conductor, wherein between the outer conductor and the inner conductor, a gap is formed, in which a dielectric is arranged, wherein the inner conductor and the outer conductor are spaced apart at a distance, wherein an impedance results due to the distance and the dielectric, wherein the outer conductor is deformable, so that a torsion leads to a deformation of the outer conductor and thus to a change in the distance and to a change in the impedance, - Wherein the outer conductor is formed as a braid and wherein in the outer conductor, a number of reinforcing elements is incorporated, so that the outer conductor is reversibly deformable, - Wherein an impedance is measured between the inner conductor and the outer conductor and wherein a torsion of the coaxial line is detected, if the impedance changes.
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