Por lo que cuentas, los síntomas coinciden con lo que tu mismo sospechas, pero para salir de dudas no tienes más que desconectar el sensor antes de poner en marcha el motor, o más fácil aun, añadir un vasito de anticongelante al depósito.
Eso suele producirse porque cuando el nivel está al limite, al poner en marcha el motor, la succión de la bomba hace que el nivel oscile, hasta que pasados unos minutos, la dilatación del líquido refrigerante haga que el depósito se mantenga por encima del nivel de alarma.