Beckman resolveu eletrodos de pH frágeis amplificando o sinal, não o vidro

Em meados da década de 1930, os químicos que mediam a acidez dependiam principalmente do papel de tornassol — barato, mas inútil para os processadores de frutas cítricas, já que o dióxido de enxofre usado para conservar o suco de limão desbotava completamente a mudança de cor do tornassol. A alternativa, um eletrodo de vidro conectado a um galvanômetro sensível, media o pH eletroquimicamente e funcionava em princípio, mas, na prática, os eletrodos de vidro que o químico Glen Joseph testou na California Fruit Growers Exchange quebravam constantemente.

A razão estava embutida no funcionamento dos instrumentos existentes: os galvanômetros disponíveis tinham baixa sensibilidade elétrica, de modo que obter um sinal forte o suficiente para que eles registrassem exigia usar um eletrodo de vidro fino e grande o bastante para manter baixa sua resistência elétrica — e vidro fino e grande, em condições de laboratório, era vidro frágil. Os químicos que tentavam tornar a medição mais confiável esbarravam sempre no mesmo compromisso: um eletrodo mais resistente produzia um sinal fraco demais para o medidor ler, e um sinal forte o suficiente para ser lido exigia um eletrodo delicado demais para sobreviver ao manuseio rotineiro.

Substituiu o galvanômetro por um amplificador de válvula a vácuo capaz de ler um sinal mais fraco, de modo que o eletrodo pôde ser construído robusto em vez de fino e delicado.

A baixa sensibilidade do galvanômetro obrigava os eletrodos a serem finos e grandes para reduzir a resistência, causando quebras.

Um amplificador de válvula a vácuo podia detectar e amplificar sinais muito mais fracos, eliminando a necessidade de eletrodos frágeis.

A integração de amplificador, eletrodo e medidor tornou o instrumento fácil de usar para qualquer químico, impulsionando a adoção.

Quando um sensor precisa ser frágil para satisfazer um detector fraco, melhore o detector para aceitar o sinal mais fraco de um sensor mais robusto.

O resultante "acidímetro", logo renomeado medidor de pH, usava um eletrodo de vidro recém-desenvolvido e muito mais robusto, combinado com amplificação por válvula a vácuo, resolvendo de vez o problema original de fragilidade de Joseph. A empresa de Beckman, a National Technical Laboratories, vendeu 444 unidades em 1936, seu primeiro ano completo, e até 1939 havia vendido quase 2.000, aparecendo nos catálogos de todos os principais revendedores de instrumentos científicos dos Estados Unidos.