Los ultrasonidos no molestaran a los gatos?
yo me inclinaba mas por un sensor mecanico o barrera infraroja.
El mecanico seria facil de hacer, una simple pelota de tenis (con un poco de relleno para que pese un pelin) encima de la comida que lleve atado un cordel, cuando la comida se vacia la pelota queda abajo o queda colgando y con su peso acciona un microswitch que te dice que hay que rellenar.
Si se trata de liquidos, a emplar un sensor (o dos por seguridad) ya hecho:
El modelo corto lo tienes aqui en 1,30 euros
http://www.ebay.es/itm/Tank-Pool-Water-Level-Liquid-Sensor-Float-Switch-New-/180694443978?pt=UK_BOI_Industrial_Automation_Control_ET&hash=item2a123a67ca
PD: Tambien puedes hacerlo por peso, si pesa poco el cacharro de la comida (se ha vaciado) ... interruptor accionado.