ความขุ่นคือการวัดระดับที่สารแขวนลอยในน้ำขัดขวางการส่งผ่านแสง สารแขวนลอยและคอลลอยด์ในน้ำ เช่น โคลน ฝุ่น สารอินทรีย์ละเอียด แพลงก์ตอนสัตว์ และจุลินทรีย์อื่นๆ ล้วนมีส่วนทำให้เกิดความขุ่น เครื่องวัดความขุ่น (เครื่องวัดความขุ่น) นี้ใช้หลักการกระเจิงแสง 90 องศา เมื่อลำแสงขนานที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงผ่านสารละลาย ส่วนหนึ่งของแสงจะถูกดูดซับและกระเจิง ในขณะที่ส่วนที่เหลือจะถูกส่งผ่านสารละลาย ความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายที่มุม 90 องศากับแสงตกกระทบเป็นไปตามสูตรเรย์ไล:
คือ=((KNV²)/แล) × I₀ โดยที่: I₀-ความเข้มแสงของเหตุการณ์; มี-ความเข้มของแสงที่กระจัดกระจาย N-จำนวนอนุภาคต่อหน่วยสารละลาย
V-ปริมาตรอนุภาค; แลมบ์ดา-ความยาวคลื่นแสงตกกระทบ; K-สัมประสิทธิ์
ภายใต้สภาพแสงตกกระทบคงที่ ภายในช่วงความขุ่นที่กำหนด ความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความขุ่นของสารละลาย
สูตรข้างต้นสามารถแสดงเป็น: Is/I₀=K′N (K′ เป็นค่าคงที่)
จากสูตรนี้ ความขุ่นของตัวอย่างน้ำสามารถวัดได้โดยการวัดความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายจากอนุภาคในตัวอย่าง
เครื่องวัดความขุ่นของน้ำสมัยใหม่ใช้วิธีการกระจายแสง 90 องศา (วิธีการกระเจิง) ในการวัดเป็นหลัก โดยมักใช้ไฟ LED ใกล้อินฟราเรดใกล้-ที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ (เช่น 880 นาโนเมตรหรือ 860 นาโนเมตร) เป็นแหล่งกำเนิดแสง เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการวัด เครื่องมือบางชนิดใช้เทคโนโลยีการวัดอัตราส่วน โดยใช้ระบบเครื่องตรวจจับคู่- เพื่อชดเชยการวัดสีของตัวอย่าง ความผันผวนของแสง และแสงเล็ดลอด นอกจากนี้ เครื่องวัดความขุ่นของน้ำบางรุ่นมีการออกแบบเส้นทางแสงแบบ 360 องศา × 90 องศา โดยที่แสงที่กระเจิงผ่านกระจกทรงกรวยจะล้อมรอบตัวอย่างแบบ 360 องศา เพื่อให้มั่นใจว่าสัญญาณแสงจะจับได้สม่ำเสมอและกำจัดข้อผิดพลาดที่เกิดจากความแตกต่างของความเข้มข้นในท้องถิ่น ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดค่าความขุ่น-ต่ำ สำหรับการวัดค่าความขุ่นสูง- จะใช้เทคโนโลยีการกระเจิงพื้นผิว โดยที่ลำแสงพุ่งตรงไปยังพื้นผิวของเหลว และเครื่องตรวจจับจะตรวจจับแสงที่กระจัดกระจายที่มุม 90 องศาเหนือพื้นผิวของเหลว โดยที่องค์ประกอบทางแสงไม่ได้สัมผัสกับตัวอย่างน้ำ วิธีการกระจายแสงที่ส่องผ่าน (วิธีอัตราส่วน) จะคำนวณความขุ่นโดยการวัดอัตราส่วนความเข้มของแสงที่ส่องผ่านและกระจายไปพร้อมๆ กัน ซึ่งช่วยลดสัญญาณรบกวน การออกแบบเครื่องมือต้องเป็นไปตามมาตรฐานระหว่างประเทศและในประเทศที่เกี่ยวข้อง เช่น ISO 7027, US EPA 180.1 และ HJ1075-2019
