润滑是保障机器正常运转的重要条件之一。准确测量润滑油膜厚度是评估润滑效果的重要手段,对工业生产有着重要作用。本文将单缸柴油机喷油泵柱塞偶件作为研究对象,使用超声波技术对柱塞油膜厚度进行测量,在超声波测量油膜厚度试验中,获得较好的测量效果。研究首先分析超声波测量理论,对谐振模型和等效弹簧模型的理论进行推导,获得不同模型的测量适应范围。为了确定测量的准确性,提出并设计了超声波测量标定试验,完成对柱形测厚装置和楔形测厚装置的构建,并在试验中对不同给定油膜厚度进行测量,完成对超声波测量油膜厚度的标定试验。其次,鉴于标定试验中超声波探头采集信号叠加噪声的问题,提出采集信号进行小波降噪处理的方法。试验表明与传统降噪相比,小波降噪可以更好的提取出信号主要部分,受噪声影响较小。因此在试验中对油膜信号采用小波降噪处理,再对信号采用快速傅里叶变换处理,得到油膜反射信号的时域图和频谱图,并通过计算得出油膜厚度测量值。再次,对超声波测量喷油泵柱塞的装置进行结构设计。由于在实际工作情况下,喷油泵往复运动,因此动态测量柱塞偶件油膜厚度更接近真实状况。本研究结合柱塞测量装置的功能需求与喷油泵的结构尺寸,对测量装置进行三维结构设计、仿真和二维图纸设计,从而完成对测量装置的构建。最后,对静态与动态下柱塞油膜厚度进行超声波测量,并对采集信号进行小波降噪处理。根据等效弹簧模型并使用MATLAB软件对数据处理得换能器发射频率与油膜反射系数的关系曲线,然后计算得出柱塞油膜厚度结果。对比试验结果可知,超声波测量结合小波降噪使测量结果得到了优化。