典型的非侵入式超声空气在线传感器利用有源压电元件作为发射器来产生高频声波。 该声波传播通过传感器壁， 并耦合到与该壁接触的管道。 然后， 该超声波穿过充满流体的管道到达相对的传感器壁，并在另一侧被无源压电元件接收。

感测何时存在气泡的能力是由于在管壁或流体与空气之间存在很大的声阻抗差。 这种较大的阻抗失配会产生一个声镜， 该声镜会向发射器的方向反射回超声波。 由于能量没有到达接收侧， 因此传感器将指示气泡的存在。