小晋甲烷传感器的核心材料取决于检测原理的不同，主流方案主要有催化燃烧式、半导体式和红外式三种。催化燃烧式传感器在矿井中使用最广泛，其敏感元件采用铂铑合金丝（Pt-Rh）或镍铬合金丝作为催化剂载体，表面涂覆铂（Pt）或钯（Pd）等贵金属催化剂。当甲烷气体扩散到加热后的催化元件上时发生氧化反应，释放热量改变电阻值，从而实现浓度检测。这类传感器对甲烷的选择性较好，但在高温、高湿或存在硫化氢等干扰气体的环境下，催化剂容易中毒失效。
半导体式传感器的敏感材料通常是金属氧化物，以氧化锡（SnO₂）和氧化锌（ZnO）最为常见。这些材料在加热状态下（一般300-400℃），表面吸附甲烷后电阻发生变化，输出信号随之改变。优点是成本低、体积小，但抗干扰能力相对较弱，容易受其他可燃气体影响，在矿用场景中对长期稳定性和抗中毒能力要求较高。
红外式传感器采用光吸收原理，其关键材料包括红外光源（多为聚酰亚胺封装的红外LED或激光器）、光学透镜（常用锗镜片）以及红外探测器（如硫化铅PbS或热释电材料）。由于甲烷在3.39微米波段有特征吸收峰，红外传感器通过检测该波长的光强衰减来推算浓度，不受氧气浓度变化和催化剂中毒影响。在煤矿井下，红外传感器配合隔爆外壳使用，可满足矿用防爆标准要求，是目前精度较高且维护成本较低的方案。
除了核心敏感材料，矿用甲烷传感器的外壳和密封结构同样关键。为满足矿用隔爆要求，外壳一般采用铸铝或不锈钢材质，内部填充隔爆砂浆或采用隔爆腔结构，接线端子需满足防爆等级。传感器模组内部还需加装防水透气膜（如Gore-Tex）以防止冷凝水进入，同时在催化元件表面涂覆防尘涂层以延长寿命。选型时需根据具体工况——如是否含有高浓度硫化氢、温度湿度范围、是否需要在线校准——来确定最适合的材料组合，不能一概而论。
