超声波液面控制器可以广泛应用于各种液位控制，例如油罐油位、水泵水位控制等方面，特别是可以在易燃、高温、或雨雪环境中应用。它的工作原理是建立在液体和气体的声阻抗不同即它们传播声的本领有很大差别这一基础上，举例来说，水与空气的声阻抗就相差达3.6×10\(^{8}\)倍。图1是超声波液面控制器的原理框图。由发射电路产生的电信号通过发射换能器变成超声信号，不断地向周围介质中辐射，当液体尚未将发射器和接受器浸没时，它们之间的介质是空气，接受换能器接收的信号经放大后不足以推动控制器工作。一旦液体浸过发射器和接受器时，接收信号大大加强，经放大后推动控制器工作。其中发射换能器和接受换能器均由锆钛酸铅压电陶瓷制成，它是声电信号相互转换的一种元件。
图2是电路原理图。发射单元是由BG\(_{1}\)等组成的电感三点式振荡器。它产生约113KHz左右的正弦波振荡信号，经BG2等组成的功率放大器放大后馈至发射换能器，变成声信号辐射出去。平时BG\(_{2}\)是截止的，只有当基极和地之间的信号电压大于0.7伏时才开始工作，故BG2工作在丙类状态，它的导电角约70度左右。若接上30Ω的纯阻负载，可以看到从B\(_{2}\)输出的波形类似于半波整流波。由于压电换能器本身是一只谐振器，它具有选频作用，虽然输入电压为非正弦波，但辐射出去的声波仍近似于正弦波。
接收单元是由接受换能器将收到的声波信号变成电信号，经BG\(_{3}\)等组成的调谐放大器放大后送至BG4的基极和发射极间进行半波整流。然后在BG\(_{4}\)的集电极得到半波放大信号，通过C5、C\(_{6}\)滤波变成平滑直流信号去推动BG5工作。平时BG\(_{5}\)是截止的，当收到信号后，由R7和R\(_{8}\)组成的分压器向BG5提供足够的偏，使BG\(_{5}\)导通，这时继电器吸合，带动控制器工作。改变R7和R\(_{8}\)的比值可改变接收灵敏度。
控制器可以控制声响信号、闪光信号，也可以控制中间继电器去带动水泵开关等等。
元件选择及制作
B\(_{1}\)3用10×10×13的收音机中周，拆掉原绕线重新绕制，初级1至3端绕220圈，2为中心抽头，1至2端为50圈，4至5端为40圈。初级线径0.06mm，次级线径0.08mm，均为高强度漆包线。B\(_{2}\) 用φ18 ,MX－2000磁环，初级绕36圈，次级绕10圈，在6圈处抽头。线径均为0.27mm的丝包线。继电器为JRX－11型，工作电压为直流12V，直流电阻为700Ω。
发射换能器和接受换能器的结构示意图见图3、图4。发射换能器选用φ20×1的发射型压电陶瓷片，接受换能器选用2L465（新型号LTX1）陶瓷滤波器中的陶瓷圆片。据测定，用2L465所做的接受换能器在水中的Q值降低，通频带较宽，而且在低频端曲线较平坦，故发射频率在465KC以下的均能接收到。发射换能器也可以用其它尺寸的压电陶瓷片做，不过发射和接收频率都得改变。
为了防止发射和接收信号被电短路和声短路，必须对发射和接受换能器进行密封处理。在常温使用的情况下，仅需对发射和接受换能器整个壳体外表面及电缆引出处涂以列克纳胶。在涂胶之前，先把换能器用酒精彻底擦洗净，待干燥以后分三次涂胶。每次涂胶须待上一次胶层已完全干燥后进行。特别要注意的是，在涂胶过程中，应保证使涂在换能器发射面和接受面上的胶层不产生气泡。如有气泡，应用小刀刮除干净以后再行涂复。
如果没有列克纳胶，可采用冷固化环氧树脂加以涂复，过程同上。待涂层全部干燥后，放入水中，浸泡一小时，用500V摇表测量换能器引出电缆二线间及线与水之间的绝缘电阻在2MΩ以上，即可使用。
在高于70℃条件的情况下使用，必须对发射换能器及接受换能器进行改装。
调试工作
仪器制成后，检查接线无错误，接上电源调整R\(_{4}\)使BG3的工作电流在0.8 mA左右。把发射换能器和接受换能器如图1那样相对放置，放入水中（或煤油中），间距2cm左右。先在A点和地之间接入示波器，调节B\(_{1}\)磁芯，使接收信号为最大。然后在B点和地之间接入示波器，调节B3磁芯，使输出信号最大。这时仪器一般就能正常工作，继电器吸合。当把接受换能器拉出液面时，继电器将释放。如发现仪器不工作，一般是由于发射部分产生超高频寄生振荡，这时可以对调B\(_{2}\)的初级接头，如果还不好，可在BG2基极串入100Ω电阻，或将B\(_{2}\)加以静电隔离。
发射换能器一般接在6圈抽头处，如发现工作不理想亦可接在10圈处一试。 (太仓纺织仪器厂 王骏康)