超聲波液位計是根據超聲波的發射和接收來實現的，超聲波在空氣中傳輸的速度是一定的，超聲波發射出去，然后接收液面或物面反射回來的波，從發射開始計時，到接收到回波結束，超聲波在空氣中傳輸的時間就定了。因為是一個來回，那實際距離就是距離的一半，池子的深度或罐體的高度是一定的，那實際液位就是池子的深度減去超聲波液位計測量的距離，就是液位或物位的高度了。由此，就實現了超聲波測量液位或者物位了。
隨著超聲波液位計在現代工業上使用越來越普遍，運用到超聲波液位計的場合也越來越多，但是有兩種情況是不太適合使用超聲波液位傳感器，其中包括：
1、在攪拌情況下，超聲波液位計測量液位會產生誤信號回波，因為液位在攪拌過程中，液位會不停變化，從而使探頭讀取的數據相差較大，導致測量結果不符合客戶要求。
2、超聲波液位計用來測量較高濃度的酸性液體和堿性液體，會產生超聲波液位計讀不到回波信號的問題，其實超聲波液位并沒有什么問題，而是濃度較高的酸性液體和堿性液體會產生氣體濃霧吸收了超聲波，所以在現場讀不到回波，導致超聲波液位計檢測失靈。
超聲波的回波強度主要受以下兩個因素影響，分別是：傳播介質越穩定越有利于傳播以及被測介質表面越平整，聲阻抗越大（越硬）越有利于反射回波，其中：
1、傳播介質越穩定越有利于傳播：超聲波是機械波。機械波在傳播過程中會受到傳播介質穩定程度的影響。例如：有一池塘水，當風平浪靜時，往池塘中扔一石子就可看到水波紋，當大風使池塘水起波浪時，往池塘中扔很大的石頭都難看到水波紋。引起空氣波動因素很多，如：粉塵，氣浪，蒸汽，料流等都會引起空氣波動，降低回波質量，影響測量效果。當粉塵，氣浪等現象嚴重時，建議用低頻超聲波物位計來測量。
2、被測介質表面越平整，聲阻抗越大（越硬）越有利于反射回波。
在固體測量時，被測表面都是不平的，有一定的安息角。在這種條件下的反射波是漫反射波。由于反射與波長有關，當反射面的線度可與波長相比時或更大時，才能發生反射。顯然，工作頻率越高，其波長越小，對于較小的物料，更易于發生漫反射。例如，頻率為10KHz的機械波在空氣中的波長是34mm，大多數情況下，物料的線度都不會有這么大。此外，低頻工作時，發射波的開角大，回波就會很寬。這時測得的數據也就不準了，有時會差幾百毫米甚至1米或更多。因此，測量顆粒較小的固體料位，建議使用高頻超聲波物位計。
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