La torbidità è una misura del grado in cui la materia sospesa nell'acqua ostacola la trasmissione della luce. La materia sospesa e i colloidi nell'acqua, come fango, polvere, materia organica fine, zooplancton e altri microrganismi, contribuiscono tutti alla torbidità. Questo torbidimetro (misuratore di torbidità) utilizza il principio della diffusione della luce a 90 gradi. Quando un fascio di luce parallelo emesso da una sorgente luminosa attraversa una soluzione, una parte di esso viene assorbita e diffusa, mentre il resto viene trasmesso attraverso la soluzione. L'intensità della luce diffusa ad un angolo di 90 gradi rispetto alla luce incidente è conforme alla formula di Reylai:
È=((KNV²)/λ) × I₀ Dove: I₀-intensità della luce incidente; È-l'intensità della luce diffusa; N-numero di particelle per soluzione unitaria;
V-volume delle particelle; λ-lunghezza d'onda della luce incidente; Coefficiente K-
In condizioni di luce incidente costante, entro un certo intervallo di torbidità, l'intensità della luce diffusa è direttamente proporzionale alla torbidità della soluzione.
La formula sopra può essere espressa come: Is/I₀=K′N (K′ è una costante)
Sulla base di questa formula, la torbidità di un campione d'acqua può essere misurata misurando l'intensità della luce diffusa dalle particelle nel campione.
I torbidimetri moderni utilizzano principalmente il metodo della luce diffusa a 90 gradi (metodo di diffusione) per la misurazione, spesso utilizzando LED nel vicino-infrarosso con lunghezze d'onda specifiche (come 880 nm o 860nm) come sorgente luminosa. Per migliorare la precisione della misurazione, alcuni strumenti utilizzano la tecnologia di misurazione del rapporto, impiegando un sistema a doppio-rivelatore per compensare la colorimetria del campione, le fluttuazioni della luce e la luce diffusa. Inoltre, alcuni torbidimetri presentano un design del percorso ottico di 360 gradi × 90 gradi, in cui la luce diffusa, dopo essere passata attraverso uno specchio conico, circonda il campione a 360 gradi, garantendo l'acquisizione uniforme del segnale luminoso ed eliminando gli errori causati dalle differenze di concentrazione locali; questo è particolarmente adatto per misurazioni di bassa-torbidità. Per le misurazioni di torbidità elevata-viene utilizzata la tecnologia di diffusione superficiale, in cui il raggio di luce è diretto verso la superficie del liquido e il rilevatore rileva la luce diffusa con un angolo di 90 gradi sopra la superficie del liquido, con gli elementi ottici che non entrano in contatto con il campione di acqua. Il metodo di diffusione della luce trasmessa (metodo del rapporto) calcola la torbidità misurando contemporaneamente il rapporto tra l'intensità della luce trasmessa e quella diffusa, riducendo così le interferenze. La progettazione dello strumento deve essere conforme agli standard nazionali e internazionali pertinenti, come ISO 7027, US EPA 180.1 e HJ1075-2019.
