Từ 1901 đến 1938, ông là người đứng đầu Phòng thí nghiệm Carlsberg uy tín, Copenhagen. Trong khi làm việc tại Phòng thí nghiệm Carlsberg, ông đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ion đối với protein, và vì nồng độ ion hydro đặc biệt quan trọng, ông đã giới thiệu thang pH như một cách đơn giản để thể hiện nó vào năm 1909. Bài báo trong đó ông giới thiệu thang (sử dụng ký hiệu pH) mô tả hai phương pháp đo độ axit mà Sørensen và sinh viên của ông đã tinh chỉnh. Phương pháp đầu tiên dựa trên điện cực, trong khi phương pháp thứ hai liên quan đến việc so sánh màu sắc của mẫu và một bộ chỉ số được chọn trước.
Phòng thí nghiệm Carlsberg