CN201200408Y - 带有脑电检测功能的测谎仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有脑电检测功能的测谎仪，它包括壳体，壳体内设有用于检测脑电波生理参数的脑电检测电路，该脑电检测电路包括脑电传感器、第一级信号放大单元、滤波单元、第二级信号放大单元、线性隔离单元、第三级信号放大单元、信号筛选单元、增益调节单元、模数转换单元和主控单元，脑电传感器、第一级信号放大单元、滤波单元、第二级信号放大单元、线性隔离单元、第三级信号放大单元、信号筛选单元、增益调节单元、模数转换单元、主控单元依次相连。本实用新型测谎仪不仅具有传统测谎仪检测皮肤电、胸部呼吸、腹部呼吸、血压等生理参数的功能，还具有检测脑电波的功能，大大提高了测谎结果的准确性，提升了办案效率。

Description

带有脑电检测功能的测谎仪

技术领域

本实用新型涉及一种测谎仪，具体地说，是涉及一种在现有测谎仪基础上增加了脑电检测功能的测谎仪。

背景技术

公知的测谎仪主要是针对犯罪事实，通过提问方式对被测人进行声音刺激，从而测出被测人相应的生理变化，利用该生理变化来分析被测人是否说谎。目前公知的测谎仪主要是通过检测皮肤电、胸部呼吸、腹部呼吸、血压等生理参数来进行测谎。例如，当被测人说谎时，其情绪会紧张、出汗，此时皮肤表面的盐分会较高，皮肤导电率增强，电阻降低，因此，通过对被测人进行皮肤电测试，便可相应测出说谎程度。从实践中也可以看到，通过分析测得的皮肤电、呼吸、血压等生理参数而最终得到的说谎评测结果常会出现一些偏差，甚至会出现相反的结果。也就是说，仅借助公知测谎仪本身具有的检测功能来分析被测人是否说谎，还是存在一些局限性的。由此可见，对公知测谎仪的检测手段进行补充和改进，以提高测谎准确率，是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有脑电检测功能的测谎仪，该测谎仪不仅具有传统测谎仪检测皮肤电、胸部呼吸、腹部呼吸、血压等生理参数的功能，还具有检测脑电波的功能。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种带有脑电检测功能的测谎仪，它包括壳体，其特征在于：所述壳体内设有用于检测脑电波生理参数的脑电检测电路，该脑电检测电路包括脑电传感器、第一级信号放大单元、滤波单元、第二级信号放大单元、线性隔离单元、第三级信号放大单元、信号筛选单元、增益调节单元、模数转换单元和主控单元，其中：脑电传感器被佩戴在被测人身体的待检测部位，脑电传感器、第一级信号放大单元、滤波单元、第二级信号放大单元、线性隔离单元、第三级信号放大单元、信号筛选单元、增益调节单元、模数转换单元、主控单元依次相连，主控单元对信号筛选单元、增益调节单元和模数转换单元进行控制。

本实用新型具有如下优点：

1、脑电检测是根据脑电波对相关事件的反应来测谎，这种测谎方式大大提高了仪器的评判能力。但是，所有对相关事件有记忆的人见到相同场景都会有相同的脑电波反应，仅凭脑电波测谎无法评判事件相关人一定就是作案人。所以，本实用新型测谎仪将传统测谎仪与脑电检测手段相结合，两者互为补充，各取所长，通过脑电与传统测谎仪的共同检测，来提高测谎评判准确性。

2、本实用新型测谎仪内部全部利用接插件连接，从而有效减少了空间电磁干扰，仪器的可靠性大大增加。

本实用新型测谎仪不仅具有传统测谎仪检测皮肤电、胸部呼吸、腹部呼吸、血压等生理参数的功能，还具有检测脑电波的功能。本实用新型大大提高了测谎结果的准确性，提升了办案效率，为科学、公正、公平的办案提供了更强有力的技术保证。

附图说明

图1是本实用新型测谎仪的脑电检测电路组成框图；

图2是脑电检测电路中的第一级信号放大单元的电路原理图；

图3是脑电检测电路中的滤波单元的电路原理图；

图4是脑电检测电路中的第二级信号放大单元的电路原理图；

图5是脑电检测电路中的线性隔离单元的电路原理图；

图6是脑电检测电路中的第三级信号放大单元的电路原理图；

图7是脑电检测电路中的信号筛选单元的电路原理图；

图8是脑电检测电路中的增益调节单元的电路原理图；

图9是脑电检测电路中的模数转换单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实用新型带有脑电检测功能的测谎仪包括壳体，壳体内设有公知测谎仪已具有的检测电路，例如，设有用于检测皮肤电、胸部呼吸、腹部呼吸、血压等生理参数的检测电路(另外，还可设有检测指脉、动作、皮温生理参数的检测电路以及图片刺激功能)，该检测电路与主控单元100相连。除了上述这些电路外，壳体内还设有用于检测脑电波生理参数的脑电检测电路，该脑电检测电路包括脑电传感器10、第一级信号放大单元20、滤波单元30、第二级信号放大单元40、线性隔离单元50、第三级信号放大单元60、信号筛选单元70、增益调节单元80、模数转换单元90和主控单元100。脑电传感器10被佩戴在被测人身体的待检测部位，脑电传感器10、第一级信号放大单元20、滤波单元30、第二级信号放大单元40、线性隔离单元50、第三级信号放大单元60、信号筛选单元70、增益调节单元80、模数转换单元90、主控单元100依次相连，主控单元100对信号筛选单元70、增益调节单元80和模数转换单元90进行控制。主控单元100用于选择和控制各生理参数检测电路。在实际实施中，主控单元100与上位机200相连，以使主控单元100将检测到的脑电波数据传送到上位机200中进行处理、存储和显示。

脑电传感器10采用银-氯化银电极。如图2所示，第一级信号放大单元20包括一仪表放大器Uop1(低噪音仪表放大器LT1789-1)，脑电传感器10的正负端经接口JP3分别接该仪表放大器Uop1的正、负相输入端。如图3所示，滤波单元30包括一双T型滤波器，该双T型滤波器由两个放大器Uop2_A和Uop2_B串联构成，仪表放大器Uop1的输出端接该双T型滤波器的输入端FILTER。如图4所示，第二级信号放大单元40包括一第一放大器Uop3_A，双T型滤波器的输出端AMP1接该第一放大器Uop3_A的负相输入端。如图5所示，线性隔离单元50包括一光耦U1(高精度线性光耦)，第一放大器Uop3_A的输出端经一第二放大器Uop3_B与该光耦U1的输入端(引脚1)相接。如图6所示，第三级信号放大单元60包括一第四放大器Uop4_B，光耦U1的输出端经一第三放大器Uop4_A与该第四放大器Uop4_B的负相输入端相接。如图8所示，增益调节单元80包括一可编程增益放大器U3，第四放大器Uop4_B的输出端经信号筛选单元70与该可编程增益放大器U3的模拟量输入端Vin相接。如图9所示，模数转换单元90包括一模数转换器U4(ADS8325)，可编程增益放大器U3的模拟量输出端Vout接该模数转换器U4的模拟输入正输入端IN+。主控单元100包括一微控制器，模数转换器U4的串行数据输出端Dout经总线驱动器(MC74HCT541ADW)与该微控制器上与其相对应的引脚相接，从而通过串行数据输出端Dout将检测并处理后的脑电波信号传输给微控制器。如图2至图9，主控单元100中的微控制器经由总线驱动器(MC74HCT541ADW)与模拟开关器U2、可编程增益放大器U3、模数转换器U4上的相应引脚相接，从而控制这些芯片的运行。

如图7所示，信号筛选单元70包括总脑电波筛选单元、α波筛选单元和β波筛选单元。总脑电波筛选单元为一第一跳线JP4，第四放大器Uop4_B的输出端BPF经该第一跳线JP4与可编程增益放大器U3的模拟量输入端Vin相接。α波筛选单元包括第五放大器Uop5_A、第六放大器Uop6_A、第七放大器Uop6_B，第四放大器Uop4_B的输出端BPF经第二跳线JP5第五放大器Uop5_A的反相输入端相接，该第五放大器Uop5_A的输出端分别与第六放大器Uop6_A和第七放大器Uop6_B的正相输入端相接，第五放大器Uop5_A、第六放大器Uop6_A和第七放大器Uop6_B的输出端分别与模拟开关器U2上与其相对应的输入端(X2-X0)相接。β波筛选单元包括第八放大器Uop5_B、第九放大器Uop7_A、第十放大器Uop7_B，第四放大器Uop4_B的输出端BPF经第三跳线JP6与第八放大器Uop5_B的反相输入端相接，该第八放大器Uop5_B的输出端分别与第九放大器Uop7_A和第十放大器Uop7_B的正相输入端相接，第八放大器Uop5_B、第九放大器Uop7_A和第十放大器Uop7_B的输出端分别与该模拟开关器U2上与其相对应的输入端(X5-X3)相接。该模拟开关器U2的输出端X与可编程增益放大器U3的模拟量输入端Vin相接。

在信号筛选单元70中，总脑电波筛选单元用于筛选出经由脑电传感器10采集、后续滤波放大等处理后的总脑电信号。α波筛选单元与β波筛选单元的器件组成相同，不同的是电路中器件的电阻值、电容值等不同，从而使α波筛选单元用于筛选出脑电波中8-13Hz频段的α波信号，使β波筛选单元用于筛选出脑电波中13-30Hz频段的β波信号。在实际应用中，可以通过控制跳线JP4-JP6的通断，来选取脑电波中的不同波段信号，从而使选取的相应波段脑电信号再经由后面的放大、模数转换而传输给微控制器进行分析用。

本实用新型的工作原理为：

将用于采集脑电信号的脑电传感器10以及检测其它生理参数(如皮电、呼吸、血压等)的传感器佩戴在被测人的相应待测部位。微控制器控制各检测电路的运行，各传感器将采集到的电生理信号不断传送到微控制器中，然后，微控制器将收到的这些电生理信号传送给上位机200，由上位机200实时进行相应处理、存储后，以曲线形式显示在屏幕上，也可将存储的图谱与问题清单一起打印出来，以备测试人员综合评判被测人在哪些问题上说谎等。上位机200的屏幕上可实时显示被测人在测试过程中的脑电波变化，以及同步显示该脑电波变化对其它测试结果的影响。

本实用新型采用的脑电波检测手段是利用如下原理实现的：脑电波检测主要是记录脑波的变化，当被测人说谎时，其大脑变化非常复杂，因此，通过对被测人进行脑电测试，便可对被测人的脑信号变化进行精细分析，从而测出说谎程度。

脑电波检测的过程为：将采集脑电波信号的脑电传感器10佩戴在被测人相应部位，测试人员通过向被测人提及与案件相关的问题和图片等方式来刺激被测人，使被测人产生心理紧张，这种紧张可以引起被测人脑信号的变化。脑电传感器10实时检测脑电波信号，瞬间捕捉说谎时的脑事件波，将检测到的脑电波信号通过第一级信号放大单元20进行信号放大、滤波单元30进行50HZ干扰信号滤除、第二级信号放大单元40进行信号再次放大、线性隔离单元50进行信号隔离放大、第三级信号放大单元60进行信号再次放大后，经由信号筛选单元70选择待分析用的脑电波信号，然后，将选择出的脑电波信号再经增益调节单元80进行信号放大、模数转换单元90进行模数转换后，将转换后的数字信号传送到主控单元100的微控制器中，最终传送给上位机200。然后，在上位机200中，通过软件对接收的脑电波信号进行数字滤波处理，分析脑电波信号，利用一定算法提取出脑电波信号中的测谎ERP(脑事件相关电位)波形。ERP波形主要是P300(晚成分的第三个正波，它是大脑感知相关事件后300ms左右出现的波形)、CNV(伴随性负变化，脑电波对相关刺激的及时反应)、N400(大脑感知语言相关事件后400ms左右出现的波形)部分波形。通过分析P300、CNV、N400部分波形(其中以P300为主要指标)，来判定被测人在相关问题上是否说谎。

本实用新型具有如下优点：

1、脑电检测是根据脑电波对相关事件的反应来测谎，这种测谎方式大大提高了仪器的评判能力。但是，所有对相关事件有记忆的人见到相同场景都会有相同的脑电波反应，仅凭脑电波测谎无法评判事件相关人一定就是作案人。所以，本实用新型测谎仪将传统测谎仪与脑电检测手段相结合，两者互为补充，各取所长，通过脑电与传统测谎仪的共同检测，来提高测谎评判准确性。

2、本实用新型测谎仪内部全部利用接插件连接，从而有效减少了空间电磁干扰，仪器的可靠性大大增加。

本实用新型测谎仪不仅具有传统测谎仪检测皮肤电、胸部呼吸、腹部呼吸、血压等生理参数的功能，还具有检测脑电波的功能。本实用新型大大提高了测谎结果的准确性，提升了办案效率，为科学、公正、公平的办案提供了更强有力的技术保证。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1、一种带有脑电检测功能的测谎仪，它包括壳体，其特征在于：所述壳体内设有用于检测脑电波生理参数的脑电检测电路，该脑电检测电路包括脑电传感器、第一级信号放大单元、滤波单元、第二级信号放大单元、线性隔离单元、第三级信号放大单元、信号筛选单元、增益调节单元、模数转换单元和主控单元，其中：

脑电传感器被佩戴在被测人身体的待检测部位，脑电传感器、第一级信号放大单元、滤波单元、第二级信号放大单元、线性隔离单元、第三级信号放大单元、信号筛选单元、增益调节单元、模数转换单元、主控单元依次相连，主控单元对信号筛选单元、增益调节单元和模数转换单元进行控制。

2、根据权利要求1所述的测谎仪，其特征在于：

所述第一级信号放大单元包括一仪表放大器，所述脑电传感器的正负端分别接该仪表放大器的正、负相输入端；

所述滤波单元包括一双T型滤波器，仪表放大器的输出端接该双T型滤波器的输入端；

所述第二级信号放大单元包括一第一放大器，双T型滤波器的输出端接该第一放大器的负相输入端；

所述线性隔离单元包括一光耦，第一放大器的输出端经一第二放大器与该光耦的输入端相接；

所述第三级信号放大单元包括一第四放大器，光耦的输出端经一第三放大器与该第四放大器的负相输入端相接；

所述增益调节单元包括一可编程增益放大器，第四放大器的输出端经所述信号筛选单元与该可编程增益放大器的模拟量输入端相接；

所述模数转换单元包括一模数转换器，可编程增益放大器的模拟量输出端接该模数转换器的模拟输入正输入端；

所述主控单元包括一微控制器，模数转换器的串行数据输出端经总线驱动器与该微控制器上与其相对应的引脚相接。

3、根据权利要求2所述的测谎仪，其特征在于：

所述脑电传感器采用银-氯化银电极。

4、根据权利要求2所述的测谎仪，其特征在于：

所述信号筛选单元包括总脑电波筛选单元、α波筛选单元和β波筛选单元，其中：

总脑电波筛选单元为一第一跳线，所述第四放大器的输出端经该第一跳线与所述可编程增益放大器的模拟量输入端相接；

α波筛选单元包括第五、第六、第七放大器，所述第四放大器的输出端经第二跳线与第五放大器的反相输入端相接，该第五放大器的输出端分别与第六放大器和第七放大器的正相输入端相接，第五放大器、第六放大器和第七放大器的输出端分别与模拟开关器上与其相对应的输入端相接；

β波筛选单元包括第八、第九、第十放大器，所述第四放大器的输出端经第三跳线与第八放大器的反相输入端相接，该第八放大器的输出端分别与第九放大器和第十放大器的正相输入端相接，第八放大器、第九放大器和第十放大器的输出端分别与该模拟开关器上与其相对应的输入端相接；

该模拟开关器的输出端与所述可编程增益放大器的模拟量输入端相接。

5、根据权利要求1所述的测谎仪，其特征在于：

所述主控单元与上位机相连，以使所述主控单元将检测到的脑电波数据传送到上位机中进行处理、存储和显示。

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