小晋甲烷传感器是煤矿井下安全监控的核心设备，其甲烷传感器构造直接决定了测量精度和长期稳定性。井下瓦斯浓度一旦超标就可能引发重大事故，因此传感器必须具备矿用隔爆或矿用本安型防护等级，才能在高瓦斯、多粉尘、潮湿的恶劣环境中持续运行。
核心检测部分通常采用催化燃烧式元件或红外式传感器。催化燃烧元件由两根金属丝绕成桥式结构，其中一根涂有钯或铂催化层，当甲烷与催化层接触时发生无焰催化燃烧，导致桥臂电阻变化，通过惠斯通电桥输出与浓度成正比的电压信号。红外式传感器则利用甲烷分子在3.3微米波长处的特征吸收峰来测定浓度，不受催化层中毒影响，使用寿命更长，但成本明显高于催化式方案。
信号处理电路包括前置放大、滤波和A/D转换模块，将检测元件输出的微弱模拟信号转换为数字信号，通过RS485或CAN总线上传至井下监控分站及地面主机。多数国产矿用传感器还集成了温度补偿电路和零点自动校准功能，以应对井下环境温度在20°C到45°C之间波动的实际情况。
外壳采用矿用隔爆型设计，内部电路与外部可燃性气体之间通过厚壁钢制壳体完全隔离，壳体上的电缆引入装置需通过国家防爆电气产品质量监督检验中心的认证。合格产品外壳上会标注”Exd I Mb”等防爆标志，表明其适用于煤矿井下I类爆炸性气体环境。日常使用中应定期检查外壳密封圈的完整性和传感器光学窗口的清洁度，避免积尘或锈蚀导致检测数据漂移甚至失效。
