用于传输数字数据的流体（包括空气）的示例？[关闭]

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我们通常使用电子在导线之间传递数据，有时我们也使用光。有谁知道使用流体（包括空气）来做到这一点的实际示例系统，以及使用导线的优势？当我搜索气压通信时，会得到TPMS轮胎压力监测或“如何在压力下进行通信”的笑声。另外，我所指的不是在内部装有纸的信使胶囊的管系统，而是通过通过管道或软管调节空气或流体压力来进行数字通信的直接系统。

我听说过在发明4到20mA电流之前在工厂中使用气压来传递模拟过程数据，但是我不确定细节。另外，这是一种模拟技术，我对数字数据流更感兴趣。

我敢肯定这种类型的系统会很慢，但是可能会很有趣。

感谢您提供任何信息！

digital-communications 
— 瑞安·格里格斯（Ryan Griggs）
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我认为这叫做“声音” :-)
— 轴
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我曾经使用4英寸钢编织的空气软管作为（非常）泄漏的波导……这算吗？
— brhans
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— JimmyB
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您可以发送1位消息，表示晚餐已准备好了烤鸡肉分子。
— init_js
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@init_js实际上，它是一个三态系统-烹饪（无异味），处理完成（好吃！），烧焦（有时伴随来自天花板上的自动系统的音频信号）。
— manassehkatz-恢复莫妮卡

Answers:

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汞延迟线存储器使用汞中的声音脉冲来传输位。其优点（与电信号相比）是相对较慢的1 450 m / s的传播速度，而电信号的传播速度超过1000000000 m / s。

这种缓慢的速度被利用来创建内存。发射器和接收器使用汞柱连接。通过向汞发出脉冲来存储一点。该脉冲将需要一些时间才能穿过汞到达接收器。一旦脉冲到达接收器，就可以再次发射它（一次又一次...），从而允许该位被存储直到不再需要为止。通过发送脉冲序列，可以将更多数据存储在单个延迟线上。

UNIVAC I是使用此类内存的计算机的著名示例。每列存储120位数据。

— Aaganrmu
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这真的很酷。我很乐意看到它的运作。
— Ryan Griggs
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登记册上有一些历史细节和图片。艾伦·图灵（Alan Turing）想用杜松子酒代替汞！
— Ben C
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是的 在70年代初，我和一个以前在带延迟线存储器的计算机上工作的人（沃尔特·赫尔维格）一起工作。但是，半导体存储器才刚刚发明，声音延迟线很快就失去了吸引力。
— 热门舔
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它用于石油钻井作业。来自钻头的遥测数据以传播通过冷却液的声波的形式传输。

数据速率极差（约10位/秒），因为需要大量的频率扩展才能获得可以与实际钻孔噪声分离的信号。

它是随钻测量（MWD）技术的一部分，通常被称为泥浆脉冲通信（信号通过调制流体来传输，通常称为“泥浆”）

— 西蒙·里希特
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有趣的答案。由于您提到的噪音原因，这似乎是声音传输的完全令人讨厌的应用；我真的很想知道为什么他们不能使用某种电子传输，因为无论如何仍然存在到表面的机械链接。当然，尽管对于没有连接的水下应用（潜艇/ AUV），声学还是有很大意义的，因为光线和无线电都不会通过水很远地传播。
— 在
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@leftaroundabout可能是因为在肮脏，高振动的环境中连接多个灵活的钻杆，使钻头越来越深，不利于稳定，清洁的电接触。您还必须在钻杆内运行电气通道，该通道与听起来像PITA的冷却剂并排，并且需要专用的钻杆与遥测系统配合使用。
— DKNguyen
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为此需要什么功率水平？遥测设备如何供电？
— TLW
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体积泵迫使冷却剂（泥浆）通过系统，因此流量接近恒定。“泥浆脉冲”是通过在流动路径上产生一个临时障碍物而产生的，该障碍物又会导致压力增加，然后在去除障碍物时减小压力。调节障碍物激活允许创建可从表面检测到的压力信号。产生障碍物的设备（活塞或旋转的设备）由其自身的电池（大多数情况下）或有时由嵌入式发电涡轮机供电。
— Hoki
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以下是压力脉冲的3种主要类型的快速概述：泥浆脉冲遥测技术
— Hoki
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阅读有关“ Fluidics ” 的维基百科条目。您会发现一台名为FLODAC的流体数字计算机建于1964年。您还将看到有关逻辑门的流体版本的说明。这些类型的组件在电磁干扰和/或辐射水平对于电子产品而言过高的应用中非常有用。

— 巴里
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悲剧是维多利亚物理学家知道这种物理学。在另一种现实中，巴贝奇遇到了合适的人，数字计算机诞生于1850年代。
— nigel222
@ nigel222没办法。您没有风扇带有流体闸门。切换每个门的状态需要太多功率。您确实需要晶体管，而没有没有量子力学的晶体管，量子力学是在20世纪初期开发的。
— user110971
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@ user110971上面引用的Wiki文章（en.wikipedia.org/wiki/Fluidics#Amplifiers）提出了另外的建议，以及FLODAC的存在。
— nigel222
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@ user110971真空管计算机的存在意味着您不需要晶体管来提供有用的东西。
— mbrig
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在2009年，Rhee和Burns制造了一个气动（微处理器）处理器。
— 埃里克·塔
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是的，有几种情况，但我不确定您是否会对答案感到满意。

在发明电子产品之前，大型管风琴使用小型铅管将信号从控制台传送到相关管道。该系统称为“管状气动动作”。手册上的每个键都需要有自己的软管，每个“停止器”也都需要一根软管。

当风琴手按下琴键时，他们会根据特定的器官将管子排到大气中或通向真空或压力源。沿管子向上传播到管子的底部，在管子的底部打开阀门将空气吹入相关的管子。

这是一个真正的数字系统，信号存在与否，可能与您想像的不一样。

第二种情况是计算机多一点。早在家用计算机的早期，广播电台有时会通过无线电将游戏代码作为音频进行广播。如果没有电线将计算机连接到收音机或录音机，则可以使用麦克风。最早的老式调制解调器的设计方式是，您可以在其上设置常规电话，并且调制解调器上带有扬声器和麦克风，而不是直接插入线路

— 安德鲁·克鲁斯
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这些都是很好的例子，谢谢！我记得那些装有橡胶杯的旧调制解调器，您将在其中放置电话听筒！管风琴也是一个很酷的例子。对此一无所知。
— Ryan Griggs
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在美国，第一个来自Ma Bell的调制解调器是有线接入的，并且（仅）以较高的月租费租用，但是（直到Carterfone决定），竞争性设备必须使用您所描述的“声耦合”，而这是最先使用的。人们买得起
— dave_thompson_085
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我记得它是流动逻辑。这是《科学美国人》的旧封面： 在此处输入图片说明

通道由塑料制成，空气或流体流用于“切换”“电路”。

— 艾略特·奥尔德森
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我认为旧的自动变速器（汽车）也使用流体逻辑。
— 玛拉
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为什么在恐吓行情中使用“切换”？流实际上是从一个通道切换到另一个通道的。
— Pete Kirkham
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@PeteKirkham对于动词“ switched”，我同意您的看法，但我认为术语“ switch”和“ circuit”与电气元件联系紧密，我想在流体环境中强调类似的功能（相同？）。
— Elliot Alderson
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令我惊讶的是，没有人提到声学耦合调制解调器，尽管坦白地说，这是一种计算机技术，可追溯到我知道“计算机”的含义之前。无论如何，您可以在这里看到一个正在运行。

— nigel222
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安德鲁·克鲁斯（Andrew Crews）在回答中提到了这一点。:)
— Ryan Griggs
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抱歉，错过了。
— nigel222
我正要提出来！
— 炉边
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查找“空中逻辑”或“气动计算机”。

我怀疑您会发现许多数字示例（如果您发现了所有示例），因为要做任何事情都需要太多的硬件，这对于非固态，非微型化技术是不切实际的。模拟功能以更少的硬件完成了更多工作。数字化的主要优势是灵活性和可编程性，但是如果您的机器过于不可靠而无法运行，那么大多数都不重要。

示例：一个完整​​的加法器（只有1位）需要几个晶体管。您可以为相同数量的晶体管制作一个运算放大器，但它可以做有用的加法运算，甚至更多。如果这些是真空管或气动装置而不是晶体管，那么除非您是像美国军方那样疯狂的人，否则无论您选择数字还是模拟都毫无道理。

您愿意运行8条数字管道来发出256个不同值的信号吗？还是只有一条模拟管道？

— DK阮
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我实际上是在寻找一些例子，在这些例子中，流体学与电线和光纤的使用方式一样被用作数据传输的方式。我并不是真正在寻找流体数据处理（但无论如何它都很棒！）只是通过这种类型的介质传输数据的示例。即空气或流体数据总线。
— 瑞安·格里格斯
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它们本质上是相同的。之所以拥有诸如以太网之类的标准，是因为电子产品可以批量生产，并且相同的组件可以重复使用并相互连接。使用流体计算机，每个系统（我猜是很可能）是完全定制的。当它是定制构建时，就没有标准，因为重用和互换性不是大问题。毕竟，该fluentuc计算机必须以某种方式（以及像任何计算机一样在其内部）向植物中的其他事物发送和接收信号。它只是没有“以太网”之类的名称。
— DKNguyen
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有点。例如，我们主要使用光（光纤）在数字电子系统之间进行数据传输。我们对光闸和光数据处理工作不多：电子工作完成了。那就是我试图解释的差异。我正在寻找流体介质来连接标准电子数字系统，就像光缆中使用光一样。
— 瑞安·格里格斯
@RyanGriggs好吧，我们不进行光学数据处理的原因是因为我们尚未弄清楚。如果可以，我们将在该领域进行研究。
— DKNguyen
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绝对。我同意数字光处理会很棒。但是我只是想解释我在寻找传输介质，而不是处理能力。
— 瑞安·格里格斯
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这里有三件事尚未提及：

运动手表的音频编程

我曾经拥有一款运动表（Polar RS 100），该表具有通过声音进行配置的功能。就像已经提到的声学杯调制解调器一样，计算机上的软件会将设置信息编码为声音，然后通过将手表置于接收模式并将耳塞放在手表下方，可以将声音发送到手表。计算机将发送声音，手表将接收并应用设置。它的优点是价格便宜并且不需要电气连接。

铁路开关控制和信号

另一个系统是19世纪意大利铁路的杠杆框架中使用的Bianchi和Servettaz液压互锁装置。操纵铁路开关的液压装置也控制着信号，以告知行进的火车将开关设定在哪个方向，因此人们可以将其用作数字液压信号的示例。

气动恒温器

气动恒温器使用空气作为介质将控制信号传输到执行器。本质上，它是一个一比特的数字传输系统。

— 爱德华
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我见过气动恒温器。这款手表很棒……它实现了什么数据速率？
— Ryan Griggs
我不确定手表的数据传输速率，但是您可以在此处阅读用户手册。那可能在某处。support.polar.com/e_manuals/RS100/...
— 爱德华
与手表类似，某些LG冰箱具有诊断模式，可通过声波发射数据。
— Jacob Krall
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几年前，有一次安全研究人员得出结论，认为他的BIOS已被使用PC扬声器和麦克风传播的病毒所破坏。我认为，在这种情况下他是不正确的（并且除非已经有一些后门，否则在这种情况下真的不值得这样做），基本上他是不正确的（并且基本上不可能通过该媒介引起初始感染）。

但是，它的确鼓励Fraunhofer FKIE的小组测试这种数据传输方法的可行性，他们设法在大约20米的视线范围内获得了约20位/秒的传输速率。

— 骆驼
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我记得读过这本书。就像您说的那样，很明显，初始感染媒介将需要一个后门才能安装到位。但是，它会让受感染的计算机发现彼此，并可能更新或同步数据。尝试以此在智能手机之间共享数据也很酷。您甚至可以在活动中向任何正在使用特殊应用程序的人广播url等数据，而无需连接到场地的wifi或蜂窝数据。
— Ryan Griggs
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广告商正在使用超声波（或近乎声波）的信标，这些信标由智能手机的麦克风拾取以跟踪人们。我可以想象这样的信标正在发射某种FSK数据。

例子：

— 菲洛
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反铲使用气动控制。它比数字模拟更多。任何管风琴都使用空气控制，非常接近开/关，有些汽车使用真空系统来控制通风口。发动机的化油器和进气歧管具有低压区。因此，点击它并安装软管，您将获得一个“真空”源，用于控制空调和加热。显然，您不能获得超过14 psi的压力，并且仅适用于小型设备，并且仅适用于偶尔的致动而不是连续流动。

— 伍迪
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