超声波物位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收的超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S=CxT/2。
根据以上原理，超声波物位计应用主要有以下局限性：
第一、超声波物位计不能应用于真空环境。超声波是一种机械声波，必须要有介质作为传导媒介，所以不能应用于真空环境。并且传导媒介发生变化时，超声波传播的声速会发生变化，其将严重影响到测量的精度，所以不能应用于传播介质经常发生变化的环境。
第二、超声波物位计不能应用于高温高压场合。超声波传播的声速C受传播介质的温度、压力变化影响较大，虽然其内置有温度补偿机制，但是温度补偿只能在一定范围内进行，超出温度补偿范围将严重影响测量的精度。所以超声波物位计对于温度和压力都很敏感，不适用于高温高压的场合。
第三、超声波物位计很少用于固体物料的测量。超声波是一种机械声能，在传播过程中，如果遇到强吸收声能物料，也将会严重影响测量精度甚至导致超声波物位计无法测量。尤其对于密度较为疏散的固体粉料，因为物料的强吸收性，将导致声波被物料吸收而不能形成反射，所以超声波物位计一般应用于液体的测量。
第四、超声波物位计在使用时，要预留盲区余量。由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值，此区域称为测量盲区。因为测量盲区的存在，在使用超声波物位计时，要在被测设备上留出盲区余量。
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