原理
射線穿過物體後會有衰減，並嚴格按照e指數衰減，即：
射線液位計Y=
X：射源發出的射線強度；
μ：吸收係數（與核素有關的常數）；
ρ：介質的密度；
d ：介質的厚度；
Y：經過密度為ρ，厚度為d的物體後的射線強度。
射線液位計根據上述原理，經過合理設計，使得射線穿過容器後，容器本身對射線的吸收為一定值，其變化僅與容器內介質的物位（即厚度）有關。密度計的測量原理與液位計類似，不同的是測量點大多在管道上，管道中的介質始終充滿，這時射線穿過的介質厚度不變，吸收量僅與密度有關。
組成
射線液位計一般由射源、檢測器、變送器 3 部分組成。射源一般採用Cs-137或Co-60兩种放射性同位素之一，有點源和線源兩種形式，從安裝位置又可以分為內置源和外置源兩種套用。其作用就是發出γ射線。
檢測器的作用則是檢測γ射線。檢測器品種較多，根據形狀分為點狀和線/棒狀；根據敏感體分為氣體和固體探測器。氣體探測器有GM（Geiger Muller）計數管、電離室兩大類，效率低、受溫度影響大，但價格低廉。固體檢測器從晶體材料上分，有碘化鈉、碘化銫、BGO（鍺酸鉍）、塑膠、光纖束或人工晶體。由於高效的碘化鈉、碘化銫、BGO晶體難以將其體積做大、做長，所以只能做成點狀探測器。
而棒狀探測器又分為鋼性和柔性兩類：剛性的人工晶體直徑約50mm，長度可達2m，探測效率高；柔性的光纖束約25mm，長度可達6-7m，但探測效率低、溫度影響大。檢測器是射線液位計的關鍵部件，其靈敏度和穩定性是決定射線測量技術的關鍵所在。
變送器的作用是將檢測到的γ射線強度通過電子線路變換成通用的標準信號傳送到監控系統。射線儀表的很多功能都是在變送器內完成的，例如：衰減自動補償、探測器HV（High Voltage）自動調節、料位突變的時間常數自適應、探測器自身溫度測量報警、探測器性能自檢及探傷干擾自識別功能等。變送器一般分為現場和控制室兩種，輸出信號有普通0/420m A、FSK、HART、FF、RS232、RS485等多種選擇。
優點
射線液位計由於其特殊的測量原理使得它可以不直接接觸介質，不受介質溫度、粘度、結晶、腐蝕、毒性、狀態等特性的影響，不受容器壓力、材質、壁厚、形狀等的制約，幾乎可以說是解決物位測量的萬能鑰匙。因此，在石油、化工、化纖等行業中解決了很多測量難題。
安裝與維護
放射源的安裝、拆卸應由受過專門訓練，並持有放射源操作許可證的專業人員承擔。放射源的安裝一般在裝置開車前進行，並應在安裝、拆卸前制定詳細的實施計畫，設定危險區域警示牌，避免不必要的人員進入危險區域。在裝置停車檢修期間，射源需要處於關閉狀態，或拆卸予以安全儲存。
射線液位計在完全安裝完畢後，廠家應給出標定曲線。如果廠家沒有經驗和把握，裝置有必要進行“水標定”，用實際標定數據驗證廠家的理論計算是否正確。並在投料前，即操作溫度、壓力均達到正常操作狀態時進行熱態零點調整。時間常數的設定需根據液位的變化速率調整，通常時間常數為60s，液位變化快時時間常數可適當調小。
