小晋甲烷传感器的核心结构可以拆成四个部分来看：传感探头、信号处理电路、隔爆外壳和接线装置。在煤矿井下，甲烷传感器通常采用矿用隔爆型（Ex d I Mb）外壳，外壳材质多为铸铝合金，隔爆面间隙严格按GB3836.2标准控制，一般在0.25毫米以内。这个间隙既不能太大导致内部爆炸火焰窜出，也不能太小影响散热和装配。外壳上还设有电缆引入装置，采用防爆格兰头压紧密封，防止外部甲烷气体沿电缆渗入。
传感探头是整台设备的核心。目前主流有两种：催化燃烧式和红外式。催化燃烧式探头由两只热电阻组成，一只涂有铂催化剂作为检测元件，另一只不涂作为补偿元件，两者与两只固定电阻组成惠斯通电桥。当甲烷接触到催化剂表面发生无焰燃烧时，检测元件温度上升、阻值变化，电桥失衡，输出电压与甲烷浓度成正比。红外式探头则利用甲烷对3.3微米红外光的吸收特性，通过测量红外光的衰减来计算浓度，不受催化剂中毒的影响，使用寿命更长。
探头外部通常设有不锈钢烧结过滤网，防止煤尘堵塞气室，同时保证甲烷气体能顺畅进入。气室密封是关键，漏气会导致读数偏低甚至失效。信号处理电路接收探头输出的微弱电压信号，经放大、温度补偿和A/D转换后，由单片机计算并输出4-20mA或RS485数字信号。矿用工况下，电路部分还集成声光报警和断电控制输出，当甲烷浓度超过设定阈值（一般1.0%~1.5%）时触发蜂鸣报警并输出开关量信号切断电源。
整机安装时需注意传感器应悬挂在巷道顶板距顶不大于300毫米处，距巷道侧壁不小于200毫米，远离强电磁干扰源。日常维护中，催化燃烧式探头每季度需用标准甲烷气体校验一次，红外式探头一般半年校验一次。探头过滤网堵塞或氧化变色时应及时更换，否则影响响应速度和准确性。这些细节直接决定了甲烷传感器在矿井环境中的可靠性和安全性。
