一种基于超声波反射系数实部的油膜厚度测量方法，属于润滑状态超声监测领域。本发明针对现有超声波反射系数幅值方法的油膜厚度测量上限问题。首先使摩擦基体a和摩擦基体b之间的间隙为空气层，采集摩擦基体a与空气层界面的超声波反射信号作为参考信号；然后在摩擦基体a和摩擦基体b之间添加润滑油形成油膜层，采集摩擦基体a与油膜层界面的超声波反射信号作为油膜反射信号；对参考信号和油膜反射信号分别进行傅里叶变换，计算得到油膜层反射系数；提取反射系数的实部信息，得到反射系数实部；根据反射系数实部和超声波信号中心频率计算获得油膜层厚度。本发明方法可将油膜厚度测量上限提高数十微米，并实现更高的油膜厚度测量精度。