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为了测量机械设备中的薄油膜厚度分布，对超声测量薄油膜厚度分布的方法进行了理论研究。基于声波在三层介质中传播的相关理论，对中间层油膜厚度远小于油膜中入射声波波长的情况，结合具体边界条件，建立斜入射时超声波在三层介质中传播的反射系数弹簧模型，获得反射系数和油膜刚度的函数关系，进而由刚度获得油膜厚度；分析超声波入射频率、入射角度和油膜厚度对反射系数的影响规律，通过测量油膜中各点的反射系数即可获得相应点的油膜厚度，实现油膜厚度分布的测量。