コンクリートに直接埋め込んだセンサーは、潰れてしまいますか？
要するに、保護されていない「むき出し」のセンサー（例：未カプセル化のベアファイバーやベアグレーティング）をコンクリートに直接流し込むと、押し潰されるか引きちぎられる可能性が極めて高いです。しかし、専門的なエンジニアリングカプセル化を経たセンサーを使用すれば、押し潰されることは一切なく、長期間安定して高精度に機能します。
土木工学の「埋め込み設置」において、脆性のある二酸化ケイ素ファイバー（ベアファイバーの直径は通常 125\ \mu\text{m} 、コーティング層込みで 250\ \mu\text{m} ）をコンクリートに直接流し込むと、以下の致命的な物理的および化学的損傷メカニズムに直面します。
1. コンクリート打設中の機械的損傷
コンクリートの打設および振動（Vibration）の過程で、石（骨材）は激しく移動し、互いに押し合います。保護層のないマイクロメートル級のファイバーにとっては、これが巨大な局所的な点圧縮力とせん断力を発生させます。骨材の直接的な衝突により、ベアファイバーは瞬時に破断します。
2. コンクリート硬化と使用期間中の応力不均一
コンクリートは、固化（水和発熱反応）および硬化の過程で、体積収縮（Shrinkage）を発生させます。この不均一な収縮変形は、界面に複雑なせん断応力を加えます。センサーが十分な耐圧スリーブ保護を欠いている場合、内部の光学ユニットは局所的な過圧負荷により直接破損します。
3. 化学環境の浸食
コンクリートは固化後、強アルカリ性環境（ \text{pH} 値は通常 12 から 13 ）に置かれます。水、酸素、および高濃度の水酸化物イオンは、露出した石英（二酸化ケイ素）ファイバーの表面に化学エッチングを引き起こし、応力腐食割れを誘発します。これにより、物理的疲労寿命が大幅に減衰し、短時間で破断・故障に至ることもあります。
一般的なエンジニアリングソリューション：金属および高分子カプセル化保護
この問題に対処するため、産業界では一般的に「高強度カプセル化保護」されたセンサーを埋め込み設置に使用します。例えば、Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) は、このような高強度で過酷な埋め込み監視環境に対応するため、複数の専用光ファイバーグレーティング (FBG) センサーを提供しています。
A. 鉄筋およびコンクリートひずみ測定
OFSCN® Fiber Bragg Grating Rebar Strain Gauge （光ファイバーグレーティング鉄筋計）は、このシナリオにおける典型的な応用例です。これは通常、OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor （合金管カプセル化光ファイバーグレーティングひずみセンサー）をベースに製造されています。
- 物理的保護メカニズム：センサーの外径は約 1.1\text{mm} で、高強度弾性合金管を使用して、脆弱な光ファイバーグレーティングを完全に金属で剛性保護します。
- 耐圧縮性：スリーブは、砂利や骨材による局所的な点圧縮や、固化収縮によるせん断力を完全に遮断します。押し潰されにくいだけでなく、コンクリートや鉄筋の真の縦方向微小ひずみを内部グレーティングに正確に伝達します。
B. 柔軟で多点分布の埋め込み
極めて高い防水性、防湿性、および中程度の強度を必要とする埋め込み監視には、ステンレス鋼管で強化された高分子カプセル化センサーが選択できます。
- OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (0.7mm/1.2mm diameter) （外径 1.2\text{mm} 以下、シームレス鋼管保護層付き）
- OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (1.5mm/2.3mm diameter)（外径 2.3\text{mm} 以下、シームレス鋼管保護層付き）
この種のセンサーは、「高分子緩衝層 + 金属シームレス鋼管」の二重スリーブ技術により、側方からの局所的な硬性圧縮を効果的に遮断すると同時に、優れた柔軟性、引張・圧縮強度、および水分やアルカリ性化学侵食を完全に封止する能力を備えています。
結論：高強度金属/高分子スリーブで保護されたカプセル化型センサーを選択すれば、鉄筋ケージに直接縛り付けてコンクリートを打設・振動させても、センサーが押し潰されることは絶対にありません。そして、コンクリート内部のひずみと温度の数十年間にわたる進化データを正確に提供できます。