Cảm biến siêu âm hoạt động bằng cách truyền năng lượng dưới dạng sóng siêu âm đến đối tượng mục tiêu, phản xạ sóng trở lại đầu cảm biến. Cảm biến siêu âm chủ yếu được sử dụng để đo khoảng cách dựa trên thời gian nó để hoàn tất quá trình truyền và nhận sóng.
Năng lượng do cảm biến siêu âm truyền tới một vật thể ở dạng sóng siêu âm, là sóng âm thanh cao hơn mức mà tai người có thể cảm nhận được. Siêu âm được tạo ra bởi một đầu dò siêu âm truyền sóng siêu âm đến từ năng lượng cơ học do thổi khí tạo ra.
Một cảm biến siêu âm cơ bản bao gồm một bộ phát và một bộ thu. Có hai loại cảm biến siêu âm chung, chỉ khác nhau về vật liệu được sử dụng để tạo ra sóng. Đầu tiên là cảm biến áp điện, tạo ra sóng siêu âm thông qua các tinh thể thạch anh áp điện hoặc gốm sứ. Thứ hai là cảm biến tĩnh điện, sử dụng màng kim loại siêu mỏng.
Cảm biến siêu âm có thể được sử dụng để phát hiện mức hàm lượng chất lỏng trong bể hoặc thùng chứa. Cảm biến phát sóng về phía bề mặt chất lỏng, sóng này sẽ dội ngược lại bộ thu cảm biến. Dữ liệu được gửi đến một hệ thống để tính toán mức chất lỏng dựa trên thông tin được lập trình trước về mức đầy của bồn chứa. Các ứng dụng tiên tiến hơn của cảm biến siêu âm được tìm thấy trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là siêu âm y tế, được sử dụng để phát hiện thai nhi bên trong tử cung của người mẹ.
