小晋甲烷传感器是煤矿井下瓦斯监测的核心设备，其内部结构围绕矿用隔爆外壳下的传感、信号处理与输出三个环节展开。外壳通常采用铸铝或不锈钢材质，表面做防腐处理，符合GB3836.1及GB3836.2防爆标准，内部通过隔爆接合面阻止火焰外泄，确保设备在甲烷浓度超过爆炸下限时仍能安全运行。
传感部分是整机核心。催化燃烧式传感器利用铂丝电阻在甲烷催化氧化时的发热特性，将浓度变化转化为电信号，响应速度快、成本较低，但长期受硫化氢等干扰气体影响会出现零点漂移；红外式传感器则通过检测甲烷分子对特定波长红外光的吸收来测量浓度，抗中毒能力较强，但造价更高。无论哪种方案，传感元件都密封在气室内部，气室底部设有滤尘网，防止煤尘堵塞影响气体流通效率。
信号处理电路负责将传感器输出的微弱电信号放大、滤波、线性化，再经A/D转换送入微处理器。微处理器根据标定算法计算出甲烷浓度值，并与报警阈值逐一对比。一般一级报警设定为1.0% CH₄，二级报警设定为1.5% CH₄，超限时触发声光报警及断电输出信号。
显示模块多采用高亮度LCD或LED数码管，能在井下低照度环境下保证读数清晰。输出部分配置继电器触点，用于联动馈电开关实现断电保护。整机供电通常为直流12V或交流127V，本安型产品则采用DC 9～12V本安电源配合本质安全电路设计，满足煤矿井下防爆要求。日常维护中，需定期用标准气样对传感器进行标定，消除零点漂移对测量精度的影响。
