Ультразвуковой импульс распространяется через связывающую среду, через стенку танкера в жидкость, отражается от поверхности жидкости и возвращается обратно к датчику. Время прохождения сигнала пропорционально высоте уровня жидкости. Измерение границы раздела сред (слоев жидкости разной плотности) так же возможно, если граница между ними ярко выражена.

Материал стенки может быть металл, пластик, GFK  или стекло, толщина может варьировать между 0,5 и 50 мм. В месте крепления датчика к наружной стенке резервуара  не должно быть наличия воздуха, например, как это имеет место в пене, некоторых облицовочных материалах, поскольку они вызывают рассеивание ультразвукового импульса, что резко искажает правильность измерения. Чем толще стенка, тем больше минимальный измеряемый уровень жидкости.

Большое преимущество такого принципа измерения состоит в  том, что область испарения (пространство над жидкостью) не оказывает влияния на результат измерения, поскольку изменение скорости распространения звуковой волны в жидкостях с изменением температуры  намного меньше, чем при измерении обычными методами сверху через воздушное газовое пространство. Следует учитывать, что возможное скопление осадка в виде густых, вязких газовыделяющих отложений на дне танкера так же приводит к искажению результата измерения в связи с рассеиванием и поглощением сигнала.